Linux设备驱动模型
与2.4内核相比,Linux2.6内核最大的不同在于提供了统一的设备驱动模型,因为随着对智能电源管理,plug and play等设备支持的要求越来越高,2.4内核显得有点力不从心。为此,2.6内核开发了全新的驱动模型。
1.sysfs文件系统
sysfs文件系统类似于proc特殊文件系统,用于将系统中的所有设备组织成层次结构,供用户模式下的程序了解内核数据结构的信息。期目录下主要有下面的目录:
block:包含了所有的块设备,如ram。sda,loop
bus:包含了系统中所有的总线类型,有I2c,sdio,ac97等,在每个总线设备下都有如devices(描述使用这种总线的设备信息),drivers(使用该总线的设备驱动),driver_autoprobe(用于自动探测到设备的接入),uevent(卸载设备),driver_probe.几个文件
devices:系统中所有的设备,根据设备所属的总线类型组织成了层次结构,我们可以看到熟悉的platform结构
class:系统中所有的设备类型,我们可以看到如:net,rtc,block,pci,dma这样的分类
fs:系统中现在使用的文件系统类型
dev:有block和char两个目录
2.增加了一些关键的数据结构
kobject是2.6内核开始使用的统一设备管理模型。在以前的内核中,并没有一个独立的数据结构让内核对系统做统一的管理和配置,kobject通过对设备进行抽象,来完成了许多的任务。
(1)对设备进行了分类,从上层的角度去看设备
(2)对于热插拔设备,通过这个模型可以根据用户的实际需求进行卸载和安装设备
(4)在系统关机前,系统可以通过Kobject找到所有的设备,然后一一处理再关机。
下面来看一下Kobjec数据结构
include/linux/kobject.h
struct kobject {
const char *name; //对象的名称
struct list_head entry; // 列表头
struct kobject *parent; //父对象
struct kset *kset; //kobject集合,下面也将分析
struct kobj_type *ktype; //对象类型 kobject将在下面分析
struct sysfs_dirent *sd;
struct kref kref; //记录该对象被引用的次数,内核通过kobjetc_get(),kobject_put来增加和减少引用的次数
unsigned int state_initialized:1;
unsigned int state_in_sysfs:1;
unsigned int state_add_uevent_sent:1;
unsigned int state_remove_uevent_sent:1;
};
对象类型:
struct kobj_type {
void (*release)(struct kobject *kobj); //释放kobject占用的资源
struct sysfs_ops *sysfs_ops; //指向sysfs操作表
struct attribute **default_attrs; //sysfs默认属性表指针
};
sysfs_ops结构,用户读取sysfs属性时,实现了用户空间和内核的通信
struct sysfs_ops {
ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *,char *); //将属性值读入buffer
ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *, size_t); //从用户空间都属性值
};
kset集合
kset即为具有相同性质的kobject集合。
struct kset {
struct subsystem * subsys; 所在的subsystem的指针
struct kobj_type * ktype; 指向该kset对象类型描述符的指针
struct list_head list; 用于连接该kset中所有kobject的链表头
struct kobject kobj; 嵌入的kobject
struct kset_hotplug_ops * hotplug_ops; 指向热插拔操作表的指针
};
包含在kset中的所有kobject被组织成一个双向循环链表