详细介绍 Linux 2.6 设备的驱动模型

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;

structkobject kobj;

structkset_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

4.1device

struct device{

struct list_head node;

struct list_head bus_list;

struct list_head driver_list;

struct list_head children;

struct device *parent;

struct kobjectkobj;

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)(structdevice *, struct device_driver *);

int(*hotplug)(struct device *, char **, int , char *, int);

int(*suspend)(struct device *, unsigned long);

int(*resume)(struct device *);

};

4.4 class