设备驱动模型与sysfs

Linux在2.6版本引入了设备驱动模型，设备驱动模型负责统一实现和维护一些特性，诸如：热插拔、对象生命周期、用户空间和驱动空间的交互等基础设施

1.设备驱动模型基本概念

设备驱动模型主要包含：类（class）、总线（bus）、设备（device）、驱动（driver），它们的本质都是内核中的几种数据结构的“实例”

• 类的本质是class结构体类型，各种不同的类其实就是class的各种实例
• 总线的本质是bus_type结构体类型，各种不同的总线其实就是bus_type的各种实例
• 设备的本质是device结构体类型，各种不同的设备其实就是device的各种实例
• 驱动的本质是device_driver结构体类型，各种不同的驱动其实就是device_driver的各种实例

2.sysfs基本概念

sysfs其实就是/sys目录，其主要作用就是：展示设备驱动模型中各组件的层次关系，并将各组件的本体——内核中的数据结构以文件形式呈现，方便用户层查看及操作

3./sys目录结构与设备驱动模型

• /sys目录结构很好的展示了驱动设备模型，如图：
  
• 注意：同一个设备可能在/sys中存在多个设备文件，比如一颗led的设备文件可能在/sys/bus/platform/devices/led1，同时还有一个在/sys/class/leds/led1。虽然他们都是同一颗led的设备文件，但是他们的来源、机制、原理都是不同的，不能混为一谈

4.各组件的特性与联系

• kobject：设备驱动模型各实例的最基本单元，提供一些公用型服务如： 提供该实例在sysfs中的操作方法（show和store）；提供在sysfs中以文件形式存在的属性，其实就是应用接口；提供各个实例的层次架构，让sysfs中弄出目录结构。设备驱动模型中每个实例内部都会包含一个kobject
• 总线、设备、驱动，这三者有着密切的联系。在内核中，设备和驱动是分开注册的，注册 设备的时候，并不需要驱动已经存在，而驱动被注册的时候，也不需要对应的设备已经被注册。而总线就是连接设备和驱动之间的纽带，如图：
  

5.为什么要让总线匹配驱动和设备？

这么做是为了让算法和数据分离，驱动源码中不携带数据，只负责算法（对硬件的操作方法）；而设备则负责携带硬件信息。这样最大程度保持驱动的独立性和适应性，并且可以实现一个驱动对应多个设备