[笔记分享] [OS] Linux设备模型之基础概念

Platform: msm8x60

Kernel: 2.6

要想理解设备模型，首先需要知道它由哪些基本数据构成。包含有kobject、kset、device、device_driver、 bus、class、subsystem。下面分别介绍。

kobject

主要函数:

void kobject_init(struct kobject *kobj, struct kobj_type *ktype);

int kobject_add(struct kobject *kobj, struct kobject *parent,

const char *fmt, …)

void kobject_put(struct kobject *kobj)

struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)

它是设备模型中的基本结构，通常被嵌入到其他的结构中。每种kobject都关联到ktype，由kobj_type表示，如下：

Ktype是为了描述kobject所具有的普遍特性。因此不需要每次kobject都分别定义，而是将这些特性在ktype中一次定义。

kset

主要函数:

void kset_init(struct kset *k)

static struct kset *kset_create(const char *name,

const struct kset_uevent_ops *uevent_ops,

struct kobject *parent_kobj)

int kset_register(struct kset *k)

static inline struct kset *kset_get(struct kset *k)

static inline void kset_put(struct kset *k)

一个kset是相同类型的kobject的一个集合。类型是kobj_type类型来描述的。Kset一定会在sysfs里显示出来，而kobject不一定。可认为kset是kobject的容器，在kset内部，包含了自己的kobject。上面一些对kset的处理函数其实都是调用kobject的相关函数来实现的。Kset也可以包含在另一个kset里，和kobject一样。下图是kset和kobject的关系。

subsystem

struct subsystem{

struct kset kset;

struct rw_semaphore rwsem;

};

Subsystem是一个或者多个kset的集，它只指向一个kset，或许有人有疑惑那如何找kset，但是多个ksets可以通过其subsys指针指向一个subsystem。

所有的kset都必须属于subsystem，因为他们使用该读写信号量去访问同步访问他们的内部数据。

device

设备模型中最重要的结构。对于基于总线的设备，会在device基础上衍生出很多类，如platform_device。

注册过后的设备在/sys/devices下可以看到。下面是与设备属性相关的内容。

device_driver

相关函数：

int driver_register(struct device_driver *drv)

int __must_check driver_attach(struct device_driver *drv);

它也是个比较重要的结构体。一般是嵌入到其他结构体来进行注册的。如我们所使用的platform_driver，如下:

注册的时候通过bus来和devices进行匹配。一个driver可以对应多个devices。

bus

相关函数:

int bus_register(struct bus_type *bus)

设备模型里，所有的devices都通过bus相连，模型里还有虚拟的bus。如platform总线。总线之间可以互相插入。每个总线都有自己的子系统，另外包括两个kset，分别是devcie和drvier，所以会在/sys/bus/platform下看到device和driver目录。而klist_devices和klist_drivers是总线支持的设备及驱动链表，用于遍历总线上的驱动和设备。

class

相关函数：

int __init classes_init(void)

类是一个设备的高层视图，它抽象出了底层的实现细节。比如驱动程序看到的是SCSI磁盘和ATA磁盘，但是在类的层次上，它们都是磁盘而已。类允许用户空间使用设备所能提供的功能，而不关心设备是如何连接的，以及它们是如何工作的。