Linux设备驱动模型

文章由LinuxBoy分享于2019-04-01 08:04:32热评（462）

Linux设备驱动模型

与2.4内核相比，Linux2.6内核最大的不同在于提供了统一的设备驱动模型，因为随着对智能电源管理，plug and play等设备支持的要求越来越高，2.4内核显得有点力不从心。为此，2.6内核开发了全新的驱动模型。

1.sysfs文件系统

sysfs文件系统类似于proc特殊文件系统，用于将系统中的所有设备组织成层次结构，供用户模式下的程序了解内核数据结构的信息。期目录下主要有下面的目录：

block：包含了所有的块设备，如ram。sda，loop

bus:包含了系统中所有的总线类型，有I2c，sdio，ac97等，在每个总线设备下都有如devices(描述使用这种总线的设备信息），drivers(使用该总线的设备驱动），driver_autoprobe(用于自动探测到设备的接入），uevent(卸载设备），driver_probe.几个文件

devices：系统中所有的设备，根据设备所属的总线类型组织成了层次结构，我们可以看到熟悉的platform结构

class：系统中所有的设备类型，我们可以看到如:net,rtc,block,pci,dma这样的分类

fs:系统中现在使用的文件系统类型

dev：有block和char两个目录

2.增加了一些关键的数据结构

kobject是2.6内核开始使用的统一设备管理模型。在以前的内核中，并没有一个独立的数据结构让内核对系统做统一的管理和配置，kobject通过对设备进行抽象，来完成了许多的任务。

(1)对设备进行了分类，从上层的角度去看设备

(2)对于热插拔设备，通过这个模型可以根据用户的实际需求进行卸载和安装设备

(3)kobject中的信息可以受sysfs的管理，www.bkjia.com通过sysfs用户可以很方便的了解到设备的情况,从而实现了内核和用户空间的通信

(4)在系统关机前，系统可以通过Kobject找到所有的设备，然后一一处理再关机。

下面来看一下Kobjec数据结构

include/linux/kobject.h

struct kobject {
const char *name; //对象的名称
struct list_head entry; // 列表头
struct kobject *parent; //父对象
struct kset *kset; //kobject集合，下面也将分析
struct kobj_type *ktype; //对象类型 kobject将在下面分析

struct sysfs_dirent *sd;

struct kref kref; //记录该对象被引用的次数，内核通过kobjetc_get(),kobject_put来增加和减少引用的次数
unsigned int state_initialized:1;
unsigned int state_in_sysfs:1;
unsigned int state_add_uevent_sent:1;
unsigned int state_remove_uevent_sent:1;
};

对象类型：

struct kobj_type {
void (*release)(struct kobject *kobj); //释放kobject占用的资源
struct sysfs_ops *sysfs_ops; //指向sysfs操作表
struct attribute **default_attrs; //sysfs默认属性表指针
};

sysfs_ops结构，用户读取sysfs属性时，实现了用户空间和内核的通信

struct sysfs_ops {
ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *,char *); //将属性值读入buffer
ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *, size_t); //从用户空间都属性值
};

kset集合

kset即为具有相同性质的kobject集合。

struct kset {
struct subsystem * subsys;   所在的subsystem的指针
struct kobj_type * ktype;   指向该kset对象类型描述符的指针
struct list_head list;      用于连接该kset中所有kobject的链表头
struct kobject kobj;     嵌入的kobject
struct kset_hotplug_ops * hotplug_ops; 指向热插拔操作表的指针
};

包含在kset中的所有kobject被组织成一个双向循环链表

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