linux設(shè)備管理機制

1、linux 設(shè)備模型簡介設(shè)備模型簡介設(shè)備模型概述(1)Linux 2.6內(nèi)核最初為了應(yīng)付電源管理的需要，提出了一個設(shè)備模型來管理所有的設(shè)備。在物理上，外設(shè)之間是有一種層次關(guān)系的，比如把一個U盤插到筆記本上，實際上這個U盤是接在一個USB Hub上，USB Hub又是接在USB 2.0 Host Controller (EHCI)上，最終EHCI又是一個掛在PCI Bus上的設(shè)備。這里的一個層次關(guān)系是：PCI-EHCI-USB Hub-USB Disk。如果操作系統(tǒng)要進(jìn)入休眠狀態(tài)，首先要逐層通知所有的外設(shè)進(jìn)入休眠模式，然后整個系統(tǒng)才可以休眠。因此，需要有一個樹狀的結(jié)構(gòu)可以把所有的外設(shè)組織起來。這

2、就是最初建立Linux設(shè)備模型的目的。設(shè)備模型概述(2)Linux設(shè)備模型給我們帶來的便利遠(yuǎn)不止如此。既然已經(jīng)建立了一個組織所有設(shè)備和驅(qū)動的樹狀結(jié)構(gòu)，用戶就可以通過這棵樹去遍歷所有的設(shè)備，建立設(shè)備和驅(qū)動程序之間的聯(lián)系，根據(jù)類型不同也可以對設(shè)備進(jìn)行歸類，這樣就可以更清晰的去“看”這顆枝繁葉茂的大樹。另外，Linux驅(qū)動模型把很多設(shè)備共有的一些操作抽象出來，大大減少了重復(fù)造輪子的可能。同時Linux設(shè)備模型提供了一些輔助的機制，比如引用計數(shù)，讓開發(fā)者可以安全高效的開發(fā)驅(qū)動程序。達(dá)成了以上這些好處之后，我們還得到了一個非常方便的副產(chǎn)品，這就是sysfs-一個虛擬的文件系統(tǒng)。sysfs給用戶提供了一個

3、從用戶空間去訪問內(nèi)核設(shè)備的方法，它在Linux里的路徑是/sys。這個目錄并不是存儲在硬盤上的真實的文件系統(tǒng)，只有在系統(tǒng)啟動之后才會建起來sysfs文件系統(tǒng) sysfs文件系統(tǒng)是一個類似于proc文件系統(tǒng)的特殊文件系統(tǒng)，用于將系統(tǒng)中的設(shè)備組織成層次結(jié)構(gòu)，并向用戶模式程序提供詳細(xì)的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，從而時用戶空間程序可以設(shè)置內(nèi)核屬性 Linux 統(tǒng)一設(shè)備模型又是以兩種基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行樹型和鏈表型結(jié)構(gòu)組織的： kobject與kset內(nèi)核kobject(1)sysfs是內(nèi)核提供給用戶的一個設(shè)備層次結(jié)構(gòu)的視圖，而內(nèi)核設(shè)備層次構(gòu)建的最基本單元就是kobject類似于C+中的基類，它嵌入于更大的對象的對

4、象中-所謂的容器-用來描述設(shè)備模型的組件。如bus,devices, drivers 都是典型的容器。這些容器就是通過kobject連接起來了，形成了一個樹狀結(jié)構(gòu)。這個樹狀結(jié)構(gòu)就與sysfs向?qū)?yīng)。內(nèi)核kobject(2)kobject主要提供三方面功能：1) 引用計數(shù)2) sysfs表示:每個在內(nèi)核中注冊的kobject都對應(yīng)于sysfs文件系統(tǒng)的一個目錄，目錄下的文件代表kobject的屬性3) 設(shè)備熱插拔內(nèi)核kobject(3)struct kobject const char*name;/名稱struct list_headentry;/同類kobjects的鏈表struct kobj

5、ect*parent;/父對象struct kset*kset;/所屬集合struct kobj_type*ktype;/對象類型struct sysfs_dirent*sd;/sysfs文件系統(tǒng)中與該對象對應(yīng)的文件節(jié)點路徑指針struct krefkref;/引用計數(shù)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;unsigned int uevent_suppr

6、ess:1;內(nèi)核kobject(4) 每個kobject都會有一個屬性kobj_typestruct kobj_typevoid (*release)(struct kobject *kobj); /釋放kobject和其他占用資源的函數(shù)struct sysfs_ops *sysfs_ops;/操作屬性的方法struct attribute *default_attrs; /屬性數(shù)組; struct attributeconst char *name;/屬性的名稱struct module *owner;/只用擁有該屬性的模塊，已經(jīng)不常使用mode_t mode;/屬性讀寫權(quán)限;struct

7、sysfs_opsssize_t (*show)(struct kobject *,struct attribute *,char *);/讀屬性操作函數(shù)ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *,size_t); /寫屬性操作函數(shù);內(nèi)核kobject(5)添加屬性文件：int sysfs_create_file(struct kobject *kobj,const struct attribute *attr);刪除屬性文件：void sysfs_remove_file(struct kobject *k

8、obj , const struct attribute *attr);內(nèi)核kobject(6)內(nèi)核ksetstruct kset struct list_head list;/*連接所包含的kobject對象的鏈表首地址*/ spinlock_t list_lock;/*用于避免競態(tài)的自旋鎖*/ struct kobject kobj; /*嵌入的kobject*/ struct kset_uevent_ops * uevent_ops; /*指向熱插拔操作表的指針*/;kobject通過kset組織成層次化結(jié)構(gòu)，kset是具有相同類型的kobject的集合。所有屬于同一個ksets對象的parent都指向該ksets的kobject。kset最重要的是建立上層(sub-system)和下層的(k