linux 设备管理机制

1、linux 设备模型简介设备模型简介设备模型概述(1)Linux 2.6内核最初为了应付电源管理的需要，提出了一个设备模型来管理所有的设备。在物理上，外设之间是有一种层次关系的，比如把一个U盘插到笔记本上，实际上这个U盘是接在一个USB Hub上，USB Hub又是接在USB 2.0 Host Controller (EHCI)上，最终EHCI又是一个挂在PCI Bus上的设备。这里的一个层次关系是：PCI-EHCI-USB Hub-USB Disk。如果操作系统要进入休眠状态，首先要逐层通知所有的外设进入休眠模式，然后整个系统才可以休眠。因此，需要有一个树状的结构可以把所有的外设组织起来。这

2、就是最初建立Linux设备模型的目的。设备模型概述(2)Linux设备模型给我们带来的便利远不止如此。既然已经建立了一个组织所有设备和驱动的树状结构，用户就可以通过这棵树去遍历所有的设备，建立设备和驱动程序之间的联系，根据类型不同也可以对设备进行归类，这样就可以更清晰的去“看”这颗枝繁叶茂的大树。另外，Linux驱动模型把很多设备共有的一些操作抽象出来，大大减少了重复造轮子的可能。同时Linux设备模型提供了一些辅助的机制，比如引用计数，让开发者可以安全高效的开发驱动程序。达成了以上这些好处之后，我们还得到了一个非常方便的副产品，这就是sysfs-一个虚拟的文件系统。sysfs给用户提供了一个

3、从用户空间去访问内核设备的方法，它在Linux里的路径是/sys。这个目录并不是存储在硬盘上的真实的文件系统，只有在系统启动之后才会建起来sysfs文件系统 sysfs文件系统是一个类似于proc文件系统的特殊文件系统，用于将系统中的设备组织成层次结构，并向用户模式程序提供详细的内核数据结构信息，从而时用户空间程序可以设置内核属性 Linux 统一设备模型又是以两种基本数据结构进行树型和链表型结构组织的： kobject与kset内核kobject(1)sysfs是内核提供给用户的一个设备层次结构的视图，而内核设备层次构建的最基本单元就是kobject类似于C+中的基类，它嵌入于更大的对象的对

4、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。这些容器就是通过kobject连接起来了，形成了一个树状结构。这个树状结构就与sysfs向对应。内核kobject(2)kobject主要提供三方面功能：1) 引用计数2) sysfs表示:每个在内核中注册的kobject都对应于sysfs文件系统的一个目录，目录下的文件代表kobject的属性3) 设备热插拔内核kobject(3)struct kobject const char*name;/名称struct list_headentry;/同类kobjects的链表struct kobj

5、ect*parent;/父对象struct kset*kset;/所属集合struct kobj_type*ktype;/对象类型struct sysfs_dirent*sd;/sysfs文件系统中与该对象对应的文件节点路径指针struct krefkref;/引用计数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;unsigned int uevent_suppr

6、ess:1;内核kobject(4) 每个kobject都会有一个属性kobj_typestruct kobj_typevoid (*release)(struct kobject *kobj); /释放kobject和其他占用资源的函数struct sysfs_ops *sysfs_ops;/操作属性的方法struct attribute *default_attrs; /属性数组; struct attributeconst char *name;/属性的名称struct module *owner;/只用拥有该属性的模块，已经不常使用mode_t mode;/属性读写权限;struct

7、sysfs_opsssize_t (*show)(struct kobject *,struct attribute *,char *);/读属性操作函数ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *,size_t); /写属性操作函数;内核kobject(5)添加属性文件：int sysfs_create_file(struct kobject *kobj,const struct attribute *attr);删除属性文件：void sysfs_remove_file(struct kobject *k

8、obj , const struct attribute *attr);内核kobject(6)内核ksetstruct kset struct list_head list;/*连接所包含的kobject对象的链表首地址*/ spinlock_t list_lock;/*用于避免竞态的自旋锁*/ struct kobject kobj; /*嵌入的kobject*/ struct kset_uevent_ops * uevent_ops; /*指向热插拔操作表的指针*/;kobject通过kset组织成层次化结构，kset是具有相同类型的kobject的集合。所有属于同一个ksets对象的parent都指向该ksets的kobject。kset最重要的是建立上层(sub-system)和下层的(k