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linux 2.6 设备驱动模型

1.背景

随着设备拓扑结构越来越复杂，需要为内核建立一个统一的设备模型，对系统结构做一般性的抽象描述。

有了该抽象结构，可支持多种不同的任务：

a) 电源管理 完成电源管理工作需要对系统结构的理解，且有严格的顺序，如：一个USB宿主适配器，在处理完所有与其相连接的设备面前是不能关闭的；

b) 与用户空间通信 由/sysfs虚拟文件系统展示设备的属性

c) 热插拔设备

d) 对象生命周期

2.sysfs 虚拟文件系统

sysfs 是一个特殊的文件系统，类似于/proc。sysfs不仅象/proc一样允许用户空间访问内核的数据，而且它以更结构化的方式向用户提供内核数据信息。

sysfs的一个目的就是展示设备驱动模型中各组件的层次关系。其顶级目录包括：

a) block

b) device

c) bus

d) drivers

e) class

f) power

g) firmware

每个目录代表一个kobject对象，每个文件代表kobject的属性。

3. Kobject、Kset 和 subsystem

3.1 Kobject
Kobject 是组成设备模型的基本结构。类似于C++中的基类，它嵌入于更大的对象的对象中--所谓的容器--用来描述设备模型的组件。如bus, devices, drivers 都是典型的容器。

容器有了kobject之后，允许内核：
a) 保存对容器的引用计数
b) 保存容器之间的层次关系
c) 为每个容器的属性提供一个用户视图

struct kobject{
char * k_name;
char name[20];
struct k_ref kref;
struct list_head entry;
struct kobject * parent;
struct kset * kset;
struct ktype * ktype;
struct dentry * dentry;
};

struct kobj_type{
void (*release) (struct kobject *);
struct sysfs_ops *sysfs_ops;
struct attribute **default_attrs;
};

3.2 Kset
一个kset是嵌入相同类型结构的kobject集合。
struct kset{
struct subsystem * subsys;
struct kobj_type ktype;
struct list_head list;
struct kobject kobj;
struct kset_hotplug_ops * hotplug_ops;
};

3.3 Subsystem
一系列的kset就组成了subsystem. subsystem可以包括不同类型的kset， 它只有两个成员
struct subsystem{
struct kset kset;
struct rw_semaphore rwsem;
};

4.设备驱动模型的组件
4.1 device
struct device{
struct list_head node;
struct list_head bus_list;
struct list_head driver_list;
struct list_head children;
struct device *parent;
struct kobject kobj;
char[] bus_id;
struct bus_type * bus;
struct device_driver *driver;
void * driver_data;
void * platform_data;
.....
void (*)(struct *device) release;
};

4.2 driver
struct device_driver{
char * name;
struct bus_type * bus;
struct semaphore unload_sem;
struct kobject kobj;
struct list_head devices;
struct module *owner;
int(*probe) (struct device *) ;
int(*remove) (struct device *) ;
void(*shutdown)(struct device *) ;
int(*suspend) (struct device * unsigned long, unsigned long) ;
int(*resume) struct device *, unsigned long) ;
};
4.3 bus
struct bus_type{
char * name;
struct subsystem subsys;
struct kset drivers;
struct kset devices;
struct bus_attribute * bus_attrs;
struct device_attribute *dev_attrs;
struct driver_attribute *drv_attrs;
int(*match)(struct device *, struct device_driver *);
int(*hotplug)(struct device *, char **, int , char *, int);
int(*suspend)(struct device *, unsigned long);
int(*resume)(struct device *);
};

4.4 class