sys文件系统

http://blog.csdn.net/mihouge/article/details/7044679

linux混混之牢骚：

 同事小李要移民到美国，领导问他：“你对你的工资不满意吗？”

 小李说：“满意。”

“对你的住房不满意？”

“满意”

“那是上网环境不满意？”

“也满意”

“对医疗，孩子上学都不满意？”

“都满意！”

“既然你都满意为什么还要移民？”

“因为那里允许有不满意！”

 

 

linux version：2.6.39

什么是sys文件系统：

Sysfs文件系统是一个类似于proc文件系统的特殊文件系统，用于将系统中的设备组织成层次结构，并向用户模式程序提供详细的内核数据结构信息。

其实，就是 在用户态可以通过对sys文件系统的访问，来看内核态的一些驱动或者设备等。

 

去/sys看一看，

localhost:/sys#ls

/sys/ block/ bus/ class/ devices/ firmware/ kernel/ module/ power/

Block目录：包含所有的块设备，进入到block目录下，会发现下面全是link文件，link到sys/device/目录下的一些设备。

Devices目录：包含系统所有的设备，并根据设备挂接的总线类型组织成层次结构

Bus目录：包含系统中所有的总线类型

Drivers目录：包括内核中所有已注册的设备驱动程序

Class目录：系统中的设备类型（如网卡设备，声卡设备等）。去class目录中看一下，随便进到一个文件夹下，会发现该文件夹下的文件其实是连接文件，link到/sys/device/.../../...下的一个设备文件。 可以说明，其实class目录并不会新建什么设备，只是将已经注册的设备，在class目录下重新归类，放在一起。

 

但是，你可能根本没有去关心过sysfs的挂载过程，她是这样被挂载的。
mount -t sysfs sysfs /sys

 

但是sys文件是根据什么依据来创建其内容呢？他的信息来源是什么呢？

下面来分析sys的信息来源。

 

Linus设备底层模型

Kobject

应该说每个Kobject结构都对应一个 目录。for example：/sys/bus/pci/drivers/serial/ 路径， serial这个目录就是由一个kobject 结构体 来表示的。由此可见，Kobject是用来表示 直接对应着一个 设备，或设备驱动  的目录。Kobject包含了 这个目录的一些信息，如：目录名，父目录，设备名称等等一些信息。当然，如果Kobject用来表示一个目录，那么他所包含的信息是差不多了，但是Kobject表示的目录是用来描述某一个设备/设备驱动 的。所以仅仅Kobject这个结构体还不能完全的描述这个设备/设备驱动，再所以，Kobject这个结构体不会单独使用，一般都会包含在另一个结构体中，用网络上的话说就是包含在一个容器中。这个容器可以是：device结构体，device_drive结构体。现在层次就很明显了，device/device_drive来表示一个设备/设备驱动，当然包含了这个设备/设备驱动的信息，并且还包含了这个驱动所对应的目录的信息，Kobject结构。

当然device/device_drive在另外一层的东西了，后面再分析。我们在这里就先分析Kobject结构。

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct kobject {  
2.     const char      *name;  //目录的name  
3.     struct list_head    entry;           //Kobject插入到某个链表的指针。  
4.     struct kobject      *parent;  //父目录，刚才所述kobject所表示的是设备/设备驱动目录，但为什么他的父目录也用kobject来表示呢？后面讲解。  
5.     struct kset     *kset;    //kobject上上级目录可能是Kset，这个表示。 这个变量和parent有些相似的地方。 可以从kset_register函数中看出些端倪。  
6.     struct kobj_type    *ktype;  
7.     struct sysfs_dirent *sd;  
8.     struct kref     kref;   //被引用的次数  
9.     unsigned int state_initialized:1;  
10.     unsigned int state_in_sysfs:1;  
11.     unsigned int state_add_uevent_sent:1;  
12.     unsigned int state_remove_uevent_sent:1;  
13.     unsigned int uevent_suppress:1;  
14. };  

注意：在kenerl中，如kref，前面讲到的 page_reference变量。 都用来表示被引用。 所以 以后看变量的时候要注意看 ref或reference，来表示被引用。

相关函数

void kobject_init(struct kobject * kobj)；kobject初始化函数。

int kobject_set_name(struct kobject *kobj, const char *format, ...)；设置指定kobject的名称。

struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)；将kobj 对象的引用计数加1，同时返回该对象的指针。

void kobject_put(struct kobject * kobj)； 将kobj对象的引用计数减1，如果引用计数降为0，则调用kobject release()释放该kobject对象。

int kobject_add(struct kobject * kobj)；将kobj对象加入Linux设备层次。挂接该kobject对象到kset的list链中，增加父目录各级kobject的引用计数，在其parent指向的目录下创建文件节点，并启动该类型内核对象的hotplug函数。

int kobject_register(struct kobject * kobj)；kobject注册函数。通过调用kobject init()初始化kobj，再调用kobject_add()完成该内核对象的注册。

void kobject_del(struct kobject * kobj)；从Linux设备层次(hierarchy)中删除kobj对象。

void kobject_unregister(struct kobject * kobj)；kobject注销函数。与kobject register()相反，它首先调用kobject del从设备层次中删除该对象，再调用kobject put()减少该对象的引用计数，如果引用计数降为0，则释放kobject对象。

 

kobject下的结构体描述：

struct kobj_type

{

 void (*release)(struct kobject *);

struct sysfs_ops * sysfs_ops;

struct attribute ** default_attrs;

 };

Kobj type数据结构包含三个域：一个release方法用于释放kobject占用的资源；一个sysfs ops指针指向sysfs操作表和一个sysfs文件系统缺省属性列表。

Sysfs操作表包括两个函数store()和show()。当用户态读取属性时，show()函数被调用，该函数编码指定属性值存入buffer中返回给用户态；而store()函数用于存储用户态传入的属性值。

attribute struct attribute

 {

char * name;

struct module * owner;

mode_t mode;

};

attribute属性。它以文件的形式输出到sysfs的目录当中。在kobject对应的目录下面。文件 名就是name。文件读写的方法对应于kobj type中的sysfs ops。

 

 

 

Kset

像刚才所说，每个Kobject结构都对应一个 目录。for example：/sys/bus/pci/drivers/serial/ 路径， /serial/这个目录由一个kobject 结构体 来表示的。但是/serial/的上一级目录/drivers/如何表示呢？那么就出现了Kset这个结构体。

[cpp] view plaincopyprint?

1. /** 
2.  * struct kset - a set of kobjects of a specific type, belonging to a specific subsystem. 
3.  * 
4.  * A kset defines a group of kobjects.  They can be individually 
5.  * different "types" but overall these kobjects all want to be grouped 
6.  * together and operated on in the same manner.  ksets are used to 
7.  * define the attribute callbacks and other common events that happen to 
8.  * a kobject. 
9.  * 
10.  * @list: the list of all kobjects for this kset 
11.  * @list_lock: a lock for iterating over the kobjects 
12.  * @kobj: the embedded kobject for this kset (recursion, isn't it fun...) 
13.  * @uevent_ops: the set of uevent operations for this kset.  These are 
14.  * called whenever a kobject has something happen to it so that the kset 
15.  * can add new environment variables, or filter out the uevents if so 
16.  * desired. 
17.  */  
18. struct kset {  
19.     struct list_head list;  //由于Kset下会有很多个Kobject的目录，所以使用一个list将他们全部link起来。  
20.     spinlock_t list_lock;   //锁机制  
21.     struct kobject kobj;    //Kest本质上来说，也是个目录，所以他也使用了Kobject，来表示他自己的这个目录  
22.     struct kset_uevent_ops *uevent_ops;    //由于Kset是将很多的有公共特性的Kobject集中到一起，所以这个变量操作，在他的目录下的一些共性操作。  
23. };  

 

subsystem

在以前的版本中，还有subsystem结构，但 是在现在的版本中都已经去掉了，用Kset来代替

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct subsystem {  
2. struct kset kset;  
3.   
4. struct rw semaphore rwsem;   
5.   
6. };  

由上面声明可以看出，完全可以让Kset来代替subsystem结构。

 

 

 

总结：

1，在sys下，表示一个目录使用的结构体是 Kobject，但是在linux的内核中，有硬件的设备 和 软件的驱动，在sys下都需要用一个目录来表示。 单纯的一个Kobject结构无法表示完全，增加了容器，来封装Kobject。 即下面要将的：device和drive_device结构。

2， 最底层驱动目录的上一层目录，从sys角度上来说，他依然是个目录，所以他也有Kobjec这个变量。但是从他的意义上讲，他将 一些有公共特性Kobjec  的 device/driver_device结构组织到了一起，所以除了有Kobject这个变量外，他又添加了一些变量，组成了Kset这个结构来表示这一级的目录。但是仅仅是用Kset来表示了这一级的目录，和1，一样，仅仅表示一个目录是不够的，在linux内核中，需要他在软件上有个映射。所以，也将Kset进行了封装，形成了  bus_type这个结构。

3， 从1 ，2，的解释可以看出，应为kobject在Kset的目录下，那么 device/device_driver 就在 bus_type结构下。所以，linux驱动模型中，驱动和设备都是挂在总线下面的。

4， 如上所述，Kset的意义：表示一个目录（由结构体下的Kobject来完成），并且这个目录下的所有目录有共同的特性（所以说，Kset表示的目录下，不一定非要是Kobject街头的，也可以是Kset结构的。即：Kset嵌套Kset）。所以使用Kset来代替了以前的 subsystem结构。

贴两张图来形象了解一下：

1， Kset和Kobject的连接图（from linux那些事之我是sys）

2，整个sys目录的结构体表示图：（from ULK--当然，在这里subsystem结构要换成Kset了，但我个人认为，以前的subsystem结构上会更清晰，不是吗？）

（但这边有个问题。。。Kobject通过下面的attribute来建立目录下的文件，但我看到目录下有好几个文件，难道是根据一个attribute来建立好几个文件？疑惑ing，好像attribute是个指针，还能当数组首地址？bus_add_attrs函数中如是说）

 

 

 

设备模型的上层容器

刚才讲了Kset和Kobject结构体，都是用来表示 sys下的目录结构的。下面来讲驱动中封装这些结构的容器。

 

总线bus

bus_type结构： 刚才上面已经将的够多的了，闲话少说，直接上code。

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct bus_type {  
2.     const char      *name;       //总线的名称，这个名字理论上并不是sys/bus/下的那些目录的目录名。那些目录的目录名应该是在下面变量  subsys_private p.sbusys的name变量中。但是往往那个name是由这个name赋值的，所以就一样的。但这里要明白的是（还是上面的老生常谈），表示目录是由Kset.Kobject这个东西来表示的。  
3.     struct bus_attribute    *bus_attrs;  //根据后面的bus_add_attrs函数分析，这些个属性可能是数组  
4.     struct device_attribute *dev_attrs;  
5.     struct driver_attribute *drv_attrs;  //bus device driver的属性，一些操作导入导出的属性，等后面再分析。  
6.   
7.     int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);  
8.     int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);  
9.     int (*probe)(struct device *dev);  
10.     int (*remove)(struct device *dev);  
11.     void (*shutdown)(struct device *dev);  
12.   
13.     int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);  
14.     int (*resume)(struct device *dev);       //总线的操作  
15.   
16.     const struct dev_pm_ops *pm;           //power manage 的operations  
17.   
18.     struct subsys_private *p;  见下面：  
19. };  

[cpp] view plaincopyprint?

1. <p>struct subsys_private {  //为了保持和上面的代码的连贯，我将这个结构体的注释部分放到下面了。注释还是比较清楚的，不解释  
2.  struct kset subsys;        
3.  struct kset *devices_kset;</p><p> struct kset *drivers_kset;  
4.  struct klist klist_devices;  
5.  struct klist klist_drivers;  
6.  struct blocking_notifier_head bus_notifier;  
7.  unsigned int drivers_autoprobe:1;  
8.  struct bus_type *bus;</p><p> struct list_head class_interfaces;  
9.  struct kset glue_dirs;  
10.  struct mutex class_mutex;  
11.  struct class *class;  
12. };</p><p>/** 
13.  * struct subsys_private - structure to hold the private to the driver core portions of the bus_type/class structure. 
14.  * 
15.  * @subsys - the struct kset that defines this subsystem 
16.  * @devices_kset - the list of devices associated 
17.  * 
18.  * @drivers_kset - the list of drivers associated 
19.  * @klist_devices - the klist to iterate over the @devices_kset 
20.  * @klist_drivers - the klist to iterate over the @drivers_kset 
21.  * @bus_notifier - the bus notifier list for anything that cares about things 
22.  *                 on this bus. 
23.  * @bus - pointer back to the struct bus_type that this structure is associated 
24.  *        with. 
25.  * 
26.  * @class_interfaces - list of class_interfaces associated 
27.  * @glue_dirs - "glue" directory to put in-between the parent device to 
28.  *              avoid namespace conflicts 
29.  * @class_mutex - mutex to protect the children, devices, and interfaces lists. 
30.  * @class - pointer back to the struct class that this structure is associated 
31.  *          with. 
32.  * 
33.  * This structure is the one that is the actual kobject allowing struct 
34.  * bus_type/class to be statically allocated safely.  Nothing outside of the 
35.  * driver core should ever touch these fields. 
36.  */</p>  

这个结构体用来描述比如：/sys/bus/pci pci总线，/sys/bus/platform platform总线等。

另外：从这个结构体分析下来，整个bus的目录结构都很清楚了eg：

1，可以找到总线下的设备目录： bus_type bus ---> subsys_private p---->Kest devices_kset

2，可以找到总线下的设备驱动目录： bus_type bus ---> subsys_private p---->Kest driver_kset

另外，找到的也只是目录，因为找到的仅仅是Kset结构。

于此看来，这个subsys_private p这个变量挺有用的。 哥预言，此子日后必成大器。当然，条件是 日后！！哥邪恶的笑了。。。。。

 

 

设备device

首先明白，device这个结构并不是直接挂在bus下的，可以到/sys/bus/platform/device下随便看一下，发现里面的都是link文件，link到/sys/device/下。所以真正的device结构体的在/sys/device下的。

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct device {  
2.     struct device       *parent;  //设备的父设备指针，那么就是说device的目录也是可以嵌套的？到/sys/device/platform/serial8250目录下看看，竟然还存在着 tty/ 目录，是不是这样嵌套的呢？？天知道。。。。。  
3.   
4.     struct device_private   *p;  
5.   
6.     struct kobject kobj;        //这个就是说了好久的 Kobject  
7.     const char      *init_name; /* initial name of the device */  
8.     struct device_type  *type;  
9.   
10.     struct mutex        mutex;  /* mutex to synchronize calls to 
11.                      * its driver. 
12.                      */  
13.   
14.     struct bus_type *bus;       /* type of bus device is on *///他所在的总线的类型  
15.     struct device_driver *driver;   /* which driver has allocated this  //支持的驱动 
16.                        device */  
17.     void        *platform_data; /* Platform specific data, device 
18.                        core doesn't touch it */  
19.     struct dev_pm_info  power;  
20.     struct dev_power_domain *pwr_domain;  
21.   
22. #ifdef CONFIG_NUMA  
23.     int     numa_node;  /* NUMA node this device is close to */  
24. #endif  
25.     u64     *dma_mask;  /* dma mask (if dma'able device) */  
26.     u64     coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for 
27.                          alloc_coherent mappings as 
28.                          not all hardware supports 
29.                          64 bit addresses for consistent 
30.                          allocations such descriptors. */  
31.   
32.     struct device_dma_parameters *dma_parms;  
33.   
34.     struct list_head    dma_pools;  /* dma pools (if dma'ble) */  
35.   
36.     struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* internal for coherent mem 
37.                          override */  
38.     /* arch specific additions */  
39.     struct dev_archdata archdata;  
40.   
41.     struct device_node  *of_node; /* associated device tree node */  
42.   
43.     dev_t           devt;   /* dev_t, creates the sysfs "dev" */  
44.   
45.     spinlock_t      devres_lock;  
46.     struct list_head    devres_head;  
47.   
48.     struct klist_node   knode_class;  
49.     struct class        *class;  
50.     const struct attribute_group **groups;  /* optional groups */  
51.   
52.     void    (*release)(struct device *dev);  
53. };  

设备driver

[cpp] view plaincopyprint?

1. struct device_driver {  
2.     const char      *name;  
3.     struct bus_type     *bus;  
4.   
5.     struct module       *owner;  
6.     const char      *mod_name;  /* used for built-in modules */  
7.   
8.     bool suppress_bind_attrs;   /* disables bind/unbind via sysfs */  
9.   
10.     const struct of_device_id   *of_match_table;  
11.   
12.     int (*probe) (struct device *dev);  
13.     int (*remove) (struct device *dev);  
14.     void (*shutdown) (struct device *dev);  
15.     int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);  
16.     int (*resume) (struct device *dev);  
17.     const struct attribute_group **groups;  
18.   
19.     const struct dev_pm_ops *pm;  
20.   
21.     struct driver_private *p;  
22. };  

无语。。。。。。。。。。。。。

 

终于经过了一大段偷工减料之后，能开始分析代码了

 

 

设备模型的注册等操作：

 

总线的操作：

用户可以自己注册一个总线，然后将自己喜欢的设备和驱动挂载到下面。但是linux 2.6中，有个默认的总线，platform总线。我们就分析一下这个总线。

小记：随手在Source insight里敲了个 platform_bus_init，结果的真的有这个函数，再看一下谁调用他了吧？ 竟然是drive_init。啊。。终于找到组织了，在start_kernel的最后一步后调用这个drive_init了。

[cpp] view plaincopyprint?

1. int __init platform_bus_init(void)  
2. {  
3.     int error;  
4.   
5.     early_platform_cleanup();  //清除platform总线上的设备？不确定，，，好像就是将early_platform_device_list这个里的内容清空。  
6.   
7.     error = device_register(&platform_bus);  //设备注册。哦，linux将platform也当成了一个设备，他在/sys/device目录下。当然，以后会在platform这个设备下再建立其他的设备，回顾刚才介绍device结构体时候有个parent变量，应该就是用在这里的。具体device_register这个函数，后面再介绍  
8.     if (error)  
9.         return error;  
10.     error =  bus_register(&platform_bus_type);  //总线的注册。  
11.     if (error)  
12.         device_unregister(&platform_bus);  
13.     return error;  
14. }  

 

[cpp] view plaincopyprint?

1. /** 
2.  * bus_register - register a bus with the system. 
3.  * @bus: bus. 
4.  * 
5.  * Once we have that, we registered the bus with the kobject 
6.  * infrastructure, then register the children subsystems it has: 
7.  * the devices and drivers that belong to the bus. 
8.  */  
9. int bus_register(struct bus_type *bus)  
10. {  
11.     int retval;  
12.     struct subsys_private *priv;  
13.   
14.     priv = kzalloc(sizeof(struct subsys_private), GFP_KERNEL);  
15.     if (!priv)  
16.         return -ENOMEM;  
17.   
18.     priv->bus = bus;  
19.     bus->p = priv;  
20.   
21.     BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(&priv->bus_notifier);       //bus_notifier就是个读写信号量，和RCU机制，这里进行初始化  
22.   
23.     retval = kobject_set_name(&priv->subsys.kobj, "%s", bus->name);  //设置name，这个name会显示在sys/bus/下  
24.     if (retval)  
25.         goto out;  
26.   
27.     priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;  
28.     priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;  
29.     priv->drivers_autoprobe = 1;  
30.   
31.     retval = kset_register(&priv->subsys);               //这个应该是注册bus，但看函数名是ket_register，所以可能会根据刚才对subsys.kobj.kset的赋值来判定是bus，并注册。后面分析。  
32.     if (retval)  
33.         goto out;  
34.   
35.     retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);       //在对应的bus目录下，根据attribute来创建一个文件  
36.     if (retval)  
37.         goto bus_uevent_fail;  
38.   
39.     priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL,                  //这就函数应该是创建目录，所以在每个bus下会有 device和driver 两个目录。  
40.                          &priv->subsys.kobj);  
41.     if (!priv->devices_kset) {  
42.         retval = -ENOMEM;  
43.         goto bus_devices_fail;  
44.     }  
45.   
46.     priv->drivers_kset = kset_create_and_add("drivers", NULL,  
47.                          &priv->subsys.kobj);  
48.     if (!priv->drivers_kset) {  
49.         retval = -ENOMEM;  
50.         goto bus_drivers_fail;  
51.     }  
52.   
53.     klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put);  
54.     klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL);       //klist还是没搞明白怎么用，以后再说吧  
55.   
56.     retval = add_probe_files(bus);       //这个也是在对应的总线目录下，建立bus_attr_drivers_probe 和 bus_attr_drivers_autoprobe文件。应该是probe的时候使用。  
57.     if (retval)  
58.         goto bus_probe_files_fail;  
59.   
60.     retval = bus_add_attrs(bus);  //循环将所有的bus的属性都建立成一个文件。  
61.     if (retval)  
62.         goto bus_attrs_fail;  
63.   
64.     pr_debug("bus: '%s': registered\n", bus->name);  
65.     return 0;  
66.   
67. bus_attrs_fail:  
68.     remove_probe_files(bus);  
69. bus_probe_files_fail:  
70.     kset_unregister(bus->p->drivers_kset);  
71. bus_drivers_fail:  
72.     kset_unregister(bus->p->devices_kset);  
73. bus_devices_fail:  
74.     bus_remove_file(bus, &bus_attr_uevent);  
75. bus_uevent_fail:  
76.     kset_unregister(&bus->p->subsys);  
77. out:  
78.     kfree(bus->p);  
79.     bus->p = NULL;  
80.     return retval;  
81. }  

 

bus_register-->kset_register

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1. /** 
2.  * kset_register - initialize and add a kset. 
3.  * @k: kset. 
4.  */  
5. int kset_register(struct kset *k)  
6. {  
7.     int err;  
8.   
9.     if (!k)  
10.         return -EINVAL;  
11.   
12.     kset_init(k);          //初始化，没什么东西  
13.     err = kobject_add_internal(&k->kobj);  //下面分析  
14.     if (err)  
15.         return err;  
16.     kobject_uevent(&k->kobj, KOBJ_ADD);    //通过这个函数的注释可知，向usrspace发送信号。  
17.     return 0;  
18. }  

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1. <p>static int kobject_add_internal(struct kobject *kobj)  
2. {  
3.  int error = 0;  
4.  struct kobject *parent;</p><p> if (!kobj)  
5.   return -ENOENT;</p><p> if (!kobj->name || !kobj->name[0]) {  
6.   WARN(1, "kobject: (%p): attempted to be registered with empty "  
7.     "name!\n", kobj);  
8.   return -EINVAL;  
9.  }</p><p> parent = kobject_get(kobj->parent);</p><p> /* join kset if set, use it as parent if we do not already have one */  
10.  if (kobj->kset) {  
11.   if (!parent)  
12.    parent = kobject_get(&kobj->kset->kobj);   //get kobject->kset, 判断与parent对比。        
13. obj_kset_join(kobj);         //这个函数，是将kobject的entry这个变量 添加到 他的 上一级的kset结构的 list中。  
14.   kobj->parent = parent;  
15.  }</p><p> pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: parent: '%s', set: '%s'\n",  
16.    kobject_name(kobj), kobj, __func__,  
17.    parent ? kobject_name(parent) : "<NULL>",  
18.    kobj->kset ? kobject_name(&kobj->kset->kobj) : "<NULL>");</p><p> error = create_dir(kobj);   //创建目录。比如：/sys/bus 下的 platform， pci等目录。  
19.  if (error) {  
20.   kobj_kset_leave(kobj);  
21.   kobject_put(parent);  
22.   kobj->parent = NULL;</p><p>  /* be noisy on error issues */  
23.   if (error == -EEXIST)  
24.    printk(KERN_ERR "%s failed for %s with "  
25.           "-EEXIST, don't try to register things with "  
26.           "the same name in the same directory.\n",  
27.           __func__, kobject_name(kobj));  
28.   else  
29.    printk(KERN_ERR "%s failed for %s (%d)\n",  
30.           __func__, kobject_name(kobj), error);  
31.   dump_stack();  
32.  } else  
33.   kobj->state_in_sysfs = 1;</p><p> return error;  
34. }</p>  

到此，bus_register解释完成。

 

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1. /** 
2.  * device_register - register a device with the system. 
3.  * @dev: pointer to the device structure 
4.  * 
5.  * This happens in two clean steps - initialize the device 
6.  * and add it to the system. The two steps can be called 
7.  * separately, but this is the easiest and most common. 
8.  * I.e. you should only call the two helpers separately if 
9.  * have a clearly defined need to use and refcount the device 
10.  * before it is added to the hierarchy. 
11.  * 
12.  * NOTE: _Never_ directly free @dev after calling this function, even 
13.  * if it returned an error! Always use put_device() to give up the 
14.  * reference initialized in this function instead. 
15.  */  
16. int device_register(struct device *dev)  
17. {  
18.     device_initialize(dev);  
19.     return device_add(dev);  
20. }  

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1. /** 
2.  * device_initialize - init device structure. 
3.  * @dev: device. 
4.  * 
5.  * This prepares the device for use by other layers by initializing 
6.  * its fields. 
7.  * It is the first half of device_register(), if called by 
8.  * that function, though it can also be called separately, so one 
9.  * may use @dev's fields. In particular, get_device()/put_device() 
10.  * may be used for reference counting of @dev after calling this 
11.  * function. 
12.  * 
13.  * NOTE: Use put_device() to give up your reference instead of freeing 
14.  * @dev directly once you have called this function. 
15.  */  
16. void device_initialize(struct device *dev)  
17. {  
18.     dev->kobj.kset = devices_kset;  
19.     kobject_init(&dev->kobj, &device_ktype);  
20.     INIT_LIST_HEAD(&dev->dma_pools);  
21.     mutex_init(&dev->mutex);  
22.     lockdep_set_novalidate_class(&dev->mutex);  
23.     spin_lock_init(&dev->devres_lock);  
24.     INIT_LIST_HEAD(&dev->devres_head);  
25.     device_pm_init(dev);  
26.     set_dev_node(dev, -1);  
27. }  

dev_initialize，不解释。

这里有个疑问：在bus_register的时候，有条语句：priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;。在dev_initialize的时候也有条dev->kobj.kset = devices_kset;语句。 刚才以为是上级目录的kset结构。但是如此看来好像不是很对，因为dev的上级目录是不定的，可能在/sys/device/platform下，也可能在其他。但是都赋值成devices_kset显然不对。  那么有可能在一个标志。所有的bus的subsys.kobj.kset 这个变量都是bus_kset， 所有dev->kobj.kset的变量都是devices_kset。具体为什么？

天空中深沉的传来一句话：1+1=几？

我说：2

啪，一道雷劈死我了。答曰：你知道的太多了。  为了留条命，就不解释了。

 

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1. /** 
2.  * device_add - add device to device hierarchy. 
3.  * @dev: device. 
4.  * 
5.  * This is part 2 of device_register(), though may be called 
6.  * separately _iff_ device_initialize() has been called separately. 
7.  * 
8.  * This adds @dev to the kobject hierarchy via kobject_add(), adds it 
9.  * to the global and sibling lists for the device, then 
10.  * adds it to the other relevant subsystems of the driver model. 
11.  * 
12.  * NOTE: _Never_ directly free @dev after calling this function, even 
13.  * if it returned an error! Always use put_device() to give up your 
14.  * reference instead. 
15.  */  
16. int device_add(struct device *dev)  
17. {  
18.     struct device *parent = NULL;  
19.     struct class_interface *class_intf;  
20.     int error = -EINVAL;  
21.   
22.     dev = get_device(dev);  
23.     if (!dev)  
24.         goto done;  
25.   
26.     if (!dev->p) {  
27.         error = device_private_init(dev);  
28.         if (error)  
29.             goto done;  
30.     }  
31.   
32.     /* 
33.      * for statically allocated devices, which should all be converted 
34.      * some day, we need to initialize the name. We prevent reading back 
35.      * the name, and force the use of dev_name() 
36.      */  
37.     if (dev->init_name) {  
38.         dev_set_name(dev, "%s", dev->init_name);  
39.         dev->init_name = NULL;  
40.     }  
41.   
42.     if (!dev_name(dev)) {  
43.         error = -EINVAL;  
44.         goto name_error;  
45.     }  
46.   
47.     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);  
48.   
49.     parent = get_device(dev->parent);  
50.     setup_parent(dev, parent);  
51.   
52.     /* use parent numa_node */  
53.     if (parent)  
54.         set_dev_node(dev, dev_to_node(parent));  
55.     //以上是对device进行初始化，包括name，private，parent……  
56.     /* first, register with generic layer. */  
57.     /* we require the name to be set before, and pass NULL */  
58.     error = kobject_add(&dev->kobj, dev->kobj.parent, NULL);   //device添加，根据他的parent等，当然还会根据他的attribute built一些文件。  
59.     if (error)  
60.         goto Error;  
61.   
62.     /* notify platform of device entry */  
63.     if (platform_notify)  
64.         platform_notify(dev);  
65.   
66.     error = device_create_file(dev, &uevent_attr);  //built attr file  
67.     if (error)  
68.         goto attrError;  
69.   
70.     if (MAJOR(dev->devt)) {  
71.         error = device_create_file(dev, &devt_attr);  
72.         if (error)  
73.             goto ueventattrError;  
74.   
75.         error = device_create_sys_dev_entry(dev);  
76.         if (error)  
77.             goto devtattrError;  
78.   
79.         devtmpfs_create_node(dev);  
80.     }  
81.   
82.     error = device_add_class_symlinks(dev);         //在其他文件夹 建立link文件，这就是为什么在class目录下也能看到device的目录和文件了  
83.     if (error)  
84.         goto SymlinkError;  
85.     error = device_add_attrs(dev);  
86.     if (error)  
87.         goto AttrsError;  
88.     error = bus_add_device(dev);      //在bus目录下 建立link文件，所以在/sys/bus/platform/device下回看到n多个link文件。  
89.     if (error)  
90.         goto BusError;  
91.     error = dpm_sysfs_add(dev);  
92.     if (error)  
93.         goto DPMError;  
94.     device_pm_add(dev);  
95.   
96.     /* Notify clients of device addition.  This call must come 
97.      * after dpm_sysf_add() and before kobject_uevent(). 
98.      */  
99.     if (dev->bus)  
100.         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,  
101.                          BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE, dev);  
102.   
103.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);  
104.     bus_probe_device(dev);         //进行probe，看有没和device相对应的driver文件。  
105.     if (parent)  
106.         klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,  
107.                    &parent->p->klist_children);  
108.   
109.     if (dev->class) {  
110.         mutex_lock(&dev->class->p->class_mutex);  
111.         /* tie the class to the device */  
112.         klist_add_tail(&dev->knode_class,  
113.                    &dev->class->p->klist_devices);  
114.   
115.         /* notify any interfaces that the device is here */  
116.         list_for_each_entry(class_intf,  
117.                     &dev->class->p->class_interfaces, node)  
118.             if (class_intf->add_dev)  
119.                 class_intf->add_dev(dev, class_intf);  
120.         mutex_unlock(&dev->class->p->class_mutex);  
121.     }  
122. done:  
123.     put_device(dev);  
124.     return error;  
125.  DPMError:  
126.     bus_remove_device(dev);  
127.  BusError:  
128.     device_remove_attrs(dev);  
129.  AttrsError:  
130.     device_remove_class_symlinks(dev);  
131.  SymlinkError:  
132.     if (MAJOR(dev->devt))  
133.         devtmpfs_delete_node(dev);  
134.     if (MAJOR(dev->devt))  
135.         device_remove_sys_dev_entry(dev);  
136.  devtattrError:  
137.     if (MAJOR(dev->devt))  
138.         device_remove_file(dev, &devt_attr);  
139.  ueventattrError:  
140.     device_remove_file(dev, &uevent_attr);  
141.  attrError:  
142.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);  
143.     kobject_del(&dev->kobj);  
144.  Error:  
145.     cleanup_device_parent(dev);  
146.     if (parent)  
147.         put_device(parent);  
148. name_error:  
149.     kfree(dev->p);  
150.     dev->p = NULL;  
151.     goto done;  
152. }  

当然还有 drive_register的函数，其实和device_register差不多，另外，driver_register也会在最后进行probe，看有没有相应的设备。driver_register会先check这个drvier所在的bus上有没有probe函数，如果有就运行这个函数进行probe，如果没有，就运行自己的probe进行probe，这就是我们在驱动中经常看到的probe函数。

所以，在驱动中，先运行drive_register和先运行device_register都是一样的。

实际的在操作系统中，很少有像教科书中那样的驱动。 建立一个 字符设备，初始化，注册， 然后就齐活了。这样的写法很少的。当然，如果仅仅像教科书中，使用alloc_chrdev(),add_chrdev()等函数的话，好像不会和sys文件系统产生什么关系。仅仅在添加了一个字符驱动，要再运行mknod 来建立设备文件进行操作。

 

但是，在实际中，最底层的驱动，并不是直接与用户进行交互的。 例如：nand,nor上面会有mtd层，serial上面有tty层等。。。。真正开放给用户的是mtd和tty。所以在上文中的讨论的函数(bus,device,drive,bus_register,device_register....)都是最最底层的驱动。nand，Nor,serial这样的底层驱动用的。

 

而到mtd,tty层的时候，可能就不会使用(bus,device,drive)等这些结构和函数了。mtd，tty这些层一般会使用最底层驱动提供的接口（读，写），再对其进行一次封装，使其更标准更易用。然后同过class_creat等函数，对/sys/class进行操作，所以/sys/class下的那些文件，才是最后面向用户提供的。

 

系统boot成功后，udev会check /sys/class还有/sys/block下的每个文件，然后在/dev目录下建立设备文件。

 

所以说，/sys/device /sys/bus目录都是面向很底层很底层的驱动的。当然哭在用户态通过 观察对/sys/bus下的目录结构来了解很底层的设备，如usb的数量，什么样的flash等。/sys/class 是面向用户的，可以通过/sys/class 查看到鼠标设备，网络等。那么由此可以看出，如果编写很底层的设备的话，那么要做的事，1，调用drive_register，device_register等函数注册，实现probe函数，2，实现对上层子系统的接口。 只需要这两步就可以了，什么主次设备号，什么其他的东西都不用。

当然，如上面例子中，也可以直接编写Nand，Nor的驱动，跳过MTD层，直接让flash的驱动接口开放给用户。那么的话，就需要在flash的驱动中，添加 字符驱动的注册，或者块设备的注册函数等。同时，drive_register，device_register等函数就可以省略了。因为这些函数都是向他上层的子系统来传达信息的。