第2章

Linux驅(qū)動(dòng)模型

2.1 概述

Linux核心開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)在2.5內(nèi)核的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，引入了Linux驅(qū)動(dòng)模型（Linux Driver Model），有時(shí)也被稱(chēng)作Linux設(shè)備模型（Linux Device Model），主要目的是解決之前版本存在的以下問(wèn)題。

? 沒(méi)有一種統(tǒng)一的機(jī)制表達(dá)驅(qū)動(dòng)和設(shè)備之間的關(guān)系。

? 沒(méi)有通用的熱插拔機(jī)制。

? 沒(méi)有通用的電源管理機(jī)制。

? procfs文件系統(tǒng)過(guò)度混亂，包含了許多不是進(jìn)程的信息。

Linux驅(qū)動(dòng)模型的示意如圖2-1所示。

Linux內(nèi)核基于kobject內(nèi)核對(duì)象機(jī)制將系統(tǒng)中的總線(xiàn)類(lèi)型、設(shè)備和驅(qū)動(dòng)分別用bus_type、device和device_driver等對(duì)象描述，并將其組織成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，統(tǒng)一管理各種類(lèi)別（class）的設(shè)備及其接口（class_interface），同時(shí)借助sysfs文件系統(tǒng)將內(nèi)核所見(jiàn)設(shè)備系統(tǒng)展示給用戶(hù)空間，提供了一個(gè)完全層次結(jié)構(gòu)的用戶(hù)視圖。

Linux驅(qū)動(dòng)模型的核心內(nèi)容可以綜合如下。

? 以?xún)?nèi)核對(duì)象為基礎(chǔ)。內(nèi)核對(duì)象用kobject結(jié)構(gòu)表示，相當(dāng)于其他對(duì)象的基類(lèi)，是建構(gòu)Linux驅(qū)動(dòng)模型的關(guān)鍵。具有相同類(lèi)型的內(nèi)核對(duì)象構(gòu)成內(nèi)核對(duì)象集，用kset結(jié)構(gòu)表示，內(nèi)核對(duì)象集也包含自己的內(nèi)核對(duì)象，從而組織成層次化的結(jié)構(gòu)。

? 用sysfs文件系統(tǒng)導(dǎo)出到用戶(hù)空間。內(nèi)核中的所有內(nèi)核對(duì)象組織成樹(shù)狀，以對(duì)象屬性為葉子。通過(guò)sysfs文件系統(tǒng)，將用戶(hù)空間對(duì)文件的讀/寫(xiě)操作轉(zhuǎn)化為對(duì)內(nèi)核對(duì)象屬性的顯示和保存方法。從而導(dǎo)出內(nèi)核對(duì)象信息，并提供配置接口。

? 將Linux子系統(tǒng)表達(dá)為總線(xiàn)類(lèi)型/驅(qū)動(dòng)/設(shè)備/類(lèi)/接口的關(guān)系，分別用bus_type、device、device_driver、class和class_interface結(jié)構(gòu)表示。每個(gè)子系統(tǒng)有自己的總線(xiàn)類(lèi)型，它有一條驅(qū)動(dòng)鏈表和一條設(shè)備鏈表，用來(lái)鏈接已加載的驅(qū)動(dòng)和已發(fā)現(xiàn)的設(shè)備，驅(qū)動(dòng)加載和設(shè)備發(fā)現(xiàn)的順序可以是任意的。每個(gè)設(shè)備可以被綁定到最多一個(gè)驅(qū)動(dòng)，被綁定了驅(qū)動(dòng)的設(shè)備可以正常工作。除此以外，每個(gè)設(shè)備可以屬于某個(gè)唯一的類(lèi)，在類(lèi)上包含多個(gè)接口，接口的方法被作用于設(shè)備，不管是先添加接口，還是先發(fā)現(xiàn)設(shè)備。