宋宝华《Linux设备驱动开发详解》——sysfs文件系统与linux设备模型（5.4.2）

以下读书笔记内容，摘自宋宝华《Linux设备驱动开发详解》一书。

1、sysfs文件系统的简介

（1）linux2.6以后的内核引进syfs文件系统，是虚拟文件系统；

（2）产生一个包括所有系统硬件的层级视图。

• 在/sys目录下运行tree可以得到树形目录；
• 向用户空间导出内核数据结构和它们的属性；

（3）而/proc文件系统，提供进程和状态信息。

2、linux设备模型

3、linux设备模型组件：总线、设备、驱动，类

（1）分别用bus_type、device_driver，device来描述总线、设备和驱动；

• 在include/linux/device.h中定义

（2）结构体描述

• 设备和驱动都必须依附于一种总线，因此都包含struct bus_type指针；
• 设备和驱动是分开注册的，通过bus_type的match()函数进行匹配；
• 一旦匹配成功，xxx_driver的probe()函数就被执行。
• xxx是总线名，如platform、pci、i2c、spi、usb等等，比如http://blog.csdn.net/oqqhutu12345678/article/details/72851807。

（3）设备结构体

• device 结构体用于描述设备相关的信息设备之间的层次关系，以及设备与总线、驱动的关系。
• 内核提供了相应的函数用于操作 device 对象。其中 device_register()函数将一个新的 device 对象插入设备模型，并自动在/sys/devices 下创建一个对应的目录。device_unregister()完成相反的操作，注销设备对象。get_device()和 put_device()分别增加与减少设备对象的引用计数。
• 通常 device 结构体不单独使用，而是包含在更大的结构体中，比如描述 PCI 设备的 struct pci_dev，其中的 dev 域就是一个 device 对象。

（4）驱动结构体

• 与 device 结构体类似，device_driver 对象依靠内嵌的 kobject 对象实现引用计数管理和层次结构组织。
• 内核提供类似的函数用于操作 device_driver 对象。如 get_driver()增加引用计数，driver_register()用于向设备模型插入新的 driver 对象，同时在 sysfs 文件系统中创建对应的目录。
• device_driver()结构体还包括几个函数，用于处理探测、移除和电源管理事件。

（5）总线结构体

• 每个 bus_type 对象都对应/sys/bus 目录下的一个子目录，如 PCI 总线类型对应于/sys/bus/pci。
• 在每个这样的目录下都存在两个子目录：devices和 drivers（分别对应于 bus_type 结构中的 devices 和 drivers 域）。其中 devices 子目录描述连接在该总线上的所有设备，而 drivers 目录则描述与该总线关联的所有驱动程序。
• 与 device_driver 对象类似，bus_type 结构还包含几个函数处理热插拔、即插即拔和电源管理事件的函数。

（6）sysfs中的目录来源于这三个结构体，而目录中的文件来源于attribute。

• 总线、驱动和设备最终落实为sysfs中的一个目录，因为他们都是kobject的派生类（kobject是所有总线、设备和驱动的抽象总类，而一个kobject对应sysfs中的一个目录）；
• 三个结构体中的attribute则落实为sysfs中的一个文件。attribute会随着show（）和store（）两个函数，分别读写该attribute对应的文件。

（7）class结构体

• 每个 class 对象（表示一类）包括一个 class_device 链表，每个 class_device 对象表示一个逻辑设备，并通过 struct class_device 中的 dev 成员（一个指向 struct device 的指针）关联一个物理设备。这样，一个逻辑设备总是对应于一个物理设备，但是一个物理设备却可能对应于多个逻辑设备，代码清单 5.16 给出了 class_device 的定义。此外，class 结构中还包括用于处理热插拔、即插即拔和电源管理事件的函数，这与 bus_type 对象相似。

（8）属性

• 在 bus、device、driver 和 class 层次上都分别定义了其属性结构体，包括bus_attribute、driver_attribute、class_attribute、class_device_attribute；
• 这几个结构体的定义在本质是完全相同的，如代码清单 5.18 所示。