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2013年(31)

我的朋友

分类: LINUX

2013-09-27 11:25:21

设备驱动模型提供了硬件的抽象包括:

1,电源管理

  其实,电源管理就是一些设备不工作的时候,让它歇一会,休眠一会(最低消耗),达到省电的目的

  它的一个重要的功能是:

   省电模式下,使系统中的设备以一定的先后顺序挂起。

   在全速工作模式下,使系统的设备以一定的先后顺序恢复运行。

    就是这个意思,一条总线上有n个设备,只用当n个设备都挂起的时候,那个总线才能挂起。但是,只要有一个设备恢复,总线就得恢复。

2,即插即用设备支持这个大家都深有体会,你把PS/2的鼠标,键盘拔出来,然后再插上去,看看是不是没反应了。但是把USB的鼠标键盘拔下来再插上去,可以继续用。

  这就是传说中的即插即用的支持

3,与用户空间的通信

  和用户间通信的方式很多,以前大名鼎鼎的proc文件系统,就是一个鲜明的代表。它给了用户一双千里眼。但是proc还是被后来者sysfs文件系统给拿下了,从此改朝换代。


       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。sys文件系统实现了设备驱动模型,linux设备驱动模型支持的任务主要有:热插拔,与用户空间的交互,对象生命周期的管理,电源管理及系统关机等。

 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/.http://www.cnblogs.com/...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。


kobject, kset, ktype之间的关系:
         linux 设备驱动模型应用了面向对象的思想,其中,kobject是最基本的基类,其他数据结构都是其派生的产物,通过将kobject嵌入到各个数据结构中,实现了类似的继承关系。举例来说kobject就像是一个普通人,通过额外赋予他不同的职务和工具,使他成为了不同类型的人,比如餐厅的服务员,餐厅的领班等。kobject将各个派生类关联在了一起,形成了整个sys fs的体系。kset是kobject的一个容器,其包含着多个kobject,ktype则描述了kobject的类型bus_type,device,device_driver数据结构通过这三个基本的数据结构组织在了一起。


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。
struct kobject {
    const char        *name;  //目录的name
    struct list_head    entry;           //Kobject插入到某个链表的指针。
    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。
    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。
    struct kobj_type    *ktype; //指向kobj所对应的type,ktype中包含了该类型obj的默认属性
    struct sysfs_dirent    *sd;//用来组织该object对应目录下的属性文件
    struct kref        kref;   //被引用的次数
    unsigned int state_initialized:1;//是否初始化
    unsigned int state_in_sysfs:1;//是否在sys fs中
    unsigned int state_add_uevent_sent:1;//是否支持热插
    unsigned int state_remove_uevent_sent:1;//是否支持热拔
    unsigned int uevent_suppress:1;
};

kobj_type:
struct kobj_type
{
    void (*release)(struct kobject *);//释放kobject和其他占用资源的函数
    struct sysfs_ops * sysfs_ops;//操作属性的方法
    struct attribute ** default_attrs;//属性数组
 };

        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。

struct kset {
struct list_head list; //用来管理kset下面的各个子目录的kobject
spinlock_t list_lock;//自旋锁,保护上面的lost
struct kobject kobj;//神奇的kobject,kset也仅仅是一个特殊的kobject而已
const struct kset_uevent_ops *uevent_ops;//kset产生用户事件的方法
};

 



        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。

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给主人留下些什么吧!~~

7大爷2013-09-29 09:50:36

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