linux设备驱动模型一上层容器之关系

linux的上层容器主要有bus,device,driver，这三者是个什么关系呢：

bus:
　　总线作为主机和外设的连接通道，有些总线是比较规范的，形成了很多协议。如PCI,USB,1394,IIC等。任何设备都可以选择合适的总线连接到主机。当然主机也可能就是CPU本身。内存也是通过BUS连接到主机的，可内存使用的总线不是外设总线，因此和内存使用相同类型的总线的设备，谈及BUS比较含糊。
　　一块网卡在嵌入式开发中，直接通过内存总线接入到CPU。我们在写网卡驱动时，要给该BUS定义就麻烦了。
driver:
　　驱动程序是在CPU运行时，提供操作的软件接口。所有的设备必须有与之配套驱动程序才能正常工作。一个驱动程序可以驱动多个类似或者完全不同的设备。
device:
　　设备就是连接在总线上的物理实体。设备是有功能之分的。具有相同功能的设备被归到一个类(CLASS中)。如音频设备(和声音相关的都算)，输入设备(鼠标，键盘，游戏杆等)。。。。
　　从宏观考虑，任何设备必须要连接到主机才能发挥其作用。一个鼠标离开了电脑主机就不再是鼠标了。提到了连接就必然出现总线BUS。任何设备要正常运行必须有软件支持，所有的设备必须有DRIVER。设备的目的就是完成功能，根据功能的分类，该设备必然属于某个CLASS。
　　1.三者的定义在 include/linux/device.h里。
　　2.总线中的那两条链表是怎么形成:
　　这要求每次出现一个设备就要向总线汇报，或者说注册，每次出现一个驱动，也要向总线汇报，或者说注册。比如系统初始化的时候，会扫描连接了哪些设备，并为每一个设备建立起一个struct device的变量，每一次有一个驱动程序，就要准备一个struct device_driver结构的变量。把这些变量统统加入相应的链表，device 插入devices 链表，driver插入drivers链表。这样通过总线就能找到每一个设备，每一个驱动.然而，假如计算机里只有设备却没有对应的驱动，那么设备无法工作。反过来，倘若只有驱动却没有设备，驱动也起不了任何作用。
　　3.总线上的两条链表已经有了，链表里的device和driver又是如何联系
　　每一个要用的device在计算机启动之前就已经插好了，插放在它应该在的位置上，然后计算机启动，然后操作系统开始初始化，总线开始扫描设备，每找到一个设备，就为其申请一个struct device结构，并且挂入总线中的devices链表中来;
　　然后每一个驱动程序开始初始化，开始注册其struct device_driver结构，然后它去总线的devices链表中去寻找(遍历)，去寻找每一个还没有绑定driver的设备，即struct device中的struct device_driver指针仍为空的设备，然后它会去观察这种设备的特征，看是否是他所支持的设备，如果是，那么调用一个叫做 device_bind_driver的函数。换句话说，把struct device中的struct device_driver driver指向这个driver，而struct device_driver driver把struct device加入他的那张struct klist klist_devices链表中来。就这样，bus、device和driver，这三者之间或者说他们中的两两之间，就给联系上了
　　4.热插拔:
　　device可以在计算机启动以后在插入或者拔出计算机了。因此，很难再说是先有 device还是先有driver了。因为都有可能。device可以在任何时刻出现，而driver 也可以在任何时刻被加载，所以，出现的情况就是，每当一个struct device诞生，它就会去bus的drivers链表中寻找自己的另一半，反之，每当一个一个struct device_driver诞生，它就去bus的devices链表中寻找它的那些设备。如果找到了合适的，那么ok，和之前那种情况一下，调用 device_bind_driver绑定好.

总结如下：

驱动核心可以注册多种类型的总线。
每种总线下面可以挂载许多设备。(通过kset devices)
每种总线下可以用很多设备驱动。(通过包含一个kset drivers)}
每个驱动可以处理一组设备。所有的设备都挂载到总线上，当加载驱动时，驱动就支总线上找到自己对应的设备。或者先把驱动加载上，来了一个设备就去总线找驱动。

下面举个例子，SCSI硬盘和IDE硬盘的对比。
SCSI硬盘是个存储设备(CLASS)，使用的是SCSI总线连接到主机，要使用硬盘（DISK）驱动程序。
IDE硬盘也是个存储设备(CLASS)，使用IDE总线连接到主机，同样使用硬盘(DISK）驱动程序。
同一个类下面的设备高层驱动通用，同一个总线上的设备，通信协议部分驱动通用。
再举个例子，PCI总线上，可以接很多设备，如两个IDE控制器，两个USB控制器。该PCI总线上将有两个DRIVER，四个DEVICE。如果在IDE控制器上分别接入了一个硬盘和一个光驱。总线上将多两个DRIVER去驱动这两个设备。我们需要在硬盘和光盘上使用文件系统，那么就要多出一个DISK驱动程序，工作于前面的那两个驱动程序之上。为什么一个DISK驱动就够了呢？硬盘和光盘同属于存储设备类（CLASS），因此当抽象到高层后，代码的复用就比较强了。
 
设备DEVICE             驱动程序 DRIVER                     总线 BUS             类CLASS   
IDE控制器              IDE芯片驱动程序                     PCI                       无
USB控制器                USB芯片驱动程序                    PCI                        无
IDE硬盘                     硬盘驱动程序                           IDE                        存储设备
IDE光驱                     光驱驱动程序                           IDE                        存储设备
SCSI控制器               SCSI芯片驱动程序                    无                           无
SCSI硬盘                    硬盘驱动程序                          SCSI                       存储设备
  主机就好比各个城市。  
  BUS好比公路，铁路，航空。
  DEVICE好比汽车，火车，飞机。
  CLASS好比客运，货运。
  DRIVER好比能源，如汽油，电力，天然气等。
 
         从北京到西安的BUS很多，根据需要选取。50年代技术落后多选铁路，现在最好是航空。每种BUS上的设备都是特定的，没有人把火车开到公路上，也就没人把键盘接到SCSI总线上一样。运人就要坐客车，运货就要坐货车，物以类聚，人以群分。人怎么能用货车运呢？汽车也好火车也罢，都可以使用电力作为牵引动力。一个驱动程序道理上可以驱动所有设备，通常还是专设备单独驱动。就象没人把航空煤油放到汽车里用。离开DRIVER，所有的DEVICE都无法正常工作。
       再顺便提一下那些BUS为无的设备。就好比某些人从北京徒步走到了西安，针对这种情况就比较特殊。可以遇到，比较罕见，处理起来就因人而异了。你可以从北京到郑州来到西安，可以沿着铁路走，可以沿着公路走，总之是不好统一了。唯一的一点就是你是用两条腿走的，要么运人要么运货，CLASS还是可以确定的。