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這幾天一直在看裝置模型，核心的程式碼看得我越來越沮喪，特別是kboject、kset和ktype之間的關係。但是，裝置模型的歸納我打算先跳過這幾個重要結構體，先介紹匯流排、裝置和驅動——裝置管理的相關內容。先介紹如何使用，有機會介紹大概的原理。

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一、sysfs檔案系統

裝置模型是2.6核心新引入的特徵。裝置模型提供了一個獨立的機制專門來表示裝置，並描述其在系統中的拓撲結構。

在2.4核心中，裝置的資訊放在/proc中。

而在2.6核心，核心把裝置相關的資訊歸類在新增加sysfs檔案系統，並將它掛載到/sys目錄中，把裝置資訊歸類的同時，讓使用者可以通過使用者空間訪問。

接下來簡單介紹一些sys中的目錄：

block：用於管理塊裝置，系統中的每一個塊裝置會在該目錄下對應一個子目錄。

bus：用於管理匯流排，沒註冊一條匯流排，在該目錄下有一個對應的子目錄。

其中，每個匯流排子目錄下會有兩個子目錄：

devices和drivers。

devices包含裡系統中所有屬於該匯流排的的裝置。

drivers包含裡系統中所有屬於該匯流排的的驅動。

class：將系統中的裝置按功能分類。

devices：該目錄提供了系統中裝置拓撲結構圖。

dev：該目錄已註冊的裝置節點的檢視。

kernel：核心中的相關引數。

module：核心中的模組資訊。

fireware：核心中的韌體資訊。

Fs：描述核心中的檔案系統。

上面的目錄，接下來的章節會常常提起bus和device。

再說說這些目錄,來個簡單的命令：

[email protected]

:/sys# ll class/net/eth0

lrwxrwxrwx 1 root root 0 2011-01-31 10:11 class/net/eth0 -> ../../devices/pci0000:00/0000:00:1c.5/0000:86:00.0/net/eth0/

上面的命令也可以看到class/net/eth0的路徑其實就是devices目錄中一個網絡卡裝置的軟連線。

貼個書上的圖：

由上面兩個例子看到，sys中的其他目錄都是將devvice目錄下的資料加以轉換加工而得。上面的圖中，將use裝置歸類到bus總線上，又把它歸類到class。正是在sys中有很多這樣的結構，核心就有一個完整而且複雜的拓撲結構圖。

而維護這些關係的結構體就包括kobject、kset、ktype和subsystem等資料結構，不過這裡就先不介紹。

通過裝置模型，核心就能實現多種不同的任務，如：

1、電源管理和系統關機。

2、與使用者空間通訊。這個就比較容易理解，sys目錄向用戶展示了裝置模型的結構圖。

3、熱插拔裝置。大概意思就是，當裝置插入後，核心會根據插入的裝置安裝驅動，裝置拔出後，核心又會自動解除安裝驅動。

4、裝置型別。將裝置歸類。

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在接下來的內容會簡單介紹匯流排、裝置和驅動程式的概念和函式呼叫，以下的函式我將模擬建立一條ubs匯流排，一個usb裝置和一個usb驅動。

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二、匯流排

匯流排是處理器和裝置之間的通道，在裝置模型中，所有的裝置都通過匯流排相連，以匯流排來管理裝置和驅動函式。匯流排有bus_type結構表示。

/*linux/device.h*/

51 struct bus_type {

52 const char *name;

53 struct bus_attribute *bus_attrs;

54 struct device_attribute *dev_attrs;

55 struct driver_attribute *drv_attrs;

56

57 int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);

58 int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);

59 int (*probe)(struct device *dev);

60 int (*remove)(struct device *dev);

61 void (*shutdown)(struct device *dev);

62

63 int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);

64 int (*suspend_late)(struct device *dev, pm_message_t state);

65 int (*resume_early)(struct device *dev);

66 int (*resume)(struct device *dev);

67

68 struct dev_pm_ops *pm;

69

70 struct bus_type_private *p;

71 };

紅色部分是以後將會介紹的成員，其中name是匯流排的名字， bus_attrs是匯流排的屬性，那些函式指標的操作匯流排的方法，在這一章節先不講匯流排的方法。

匯流排的註冊和刪除：

匯流排的註冊有兩個步驟：

1、定義一個bus_type結構體，並設定好需要設定的結構體成員。

2、呼叫函式bus_register註冊匯流排。函式原型如下：

/*drivers/base/bus.c*/

865 int bus_register(struct bus_type *bus)

該呼叫有可能失敗，所以必須檢查它的返回值，如果註冊成功，會在/sys/bus下看到指定名字的匯流排。

匯流排刪除時呼叫：

/*drivers/base/bus.c*/

946 void bus_unregister(struct bus_type *bus)

接下來貼個函式：

/*8th_devModule_1/1st/bus.c*/

1 #include

2 #include

3

4 #include

5

6 struct bus_type usb_bus = {

7 .name = "usb", //定義匯流排的名字為usb，註冊成功後將在/sys/bus目錄下看到

8 }; //目錄usb，如果你的系統已經有usb匯流排，那你就要換個名字。

9

10 static int __init usb_bus_init(void)

11 {

12 int ret;

13 /*匯流排註冊，必須檢測返回值*/

14 ret = bus_register(&usb_bus);

15 if(ret){

16 printk("bus register failed!\n");

17 return ret;

18 }

19

20 printk("usb bus init\n");

21 return 0;

22 }

23

24 static void __exit usb_bus_exit(void)

25 {

26 bus_unregister(&usb_bus);

27 printk("usb bus bye!\n");

28 }

29

30 module_init(usb_bus_init);

31 module_exit(usb_bus_exit);

32

33 MODULE_LICENSE("GPL");

上面的函式可以看到，我僅僅定義了匯流排的名字為usb，其他的都沒有做。看看效果：

[root: 1st]# insmod bus.ko

usb bus init

[root: 1st]# ls /sys/bus/usb/ //sys/bus目錄下多了一個usb的目錄，但是裡面的東西都是空的，

devices drivers_autoprobe uevent //因為我僅僅設定了匯流排的名字

drivers drivers_probe

匯流排屬性新增和刪除：

個人理解，設定匯流排的屬性後，會在對應的匯流排目錄下增加了一個新的檔案，通過對該檔案的讀寫訪問，觸發相應的函式操作，從而實現/sys/的檔案介面與核心裝置模型的資料互動。

/*linux/sysfs.h*/

28 struct attribute {

29 const char *name; //設定該檔案的名字

30 struct module *owner; //設定該檔案的屬主

31 mode_t mode; //設定該檔案的檔案操作許可權

32 };

/*linux/device.h*/

38 struct bus_attribute {

39 struct attribute attr;

40 ssize_t (*show)(struct bus_type *bus, char *buf);

41 ssize_t (*store)(struct bus_type *bus, const char *buf, size_t count);

42 };

bus_attribute中有兩個函式指標，show和store。

當訪問匯流排目錄中的name檔案時，就會觸發show函式，一般會將指定的資訊存放到陣列buf，並傳到使用者空間顯示。

當修改匯流排目錄中的name檔案是，就會觸發stroe函式，一般會將從使用者空間傳來的buf指標存放的count個位元組內容存放到核心中。

由此可以看到，通過這樣的檔案，就能實現sys目錄下的檔案與核心裝置模型之間的資料互動。

設定匯流排屬性有兩個步驟：

1、建立並初始化bus_attribute結構，使用巨集BUS_ATTR

BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store)

該巨集會定義一個名叫bus_attr__name（紅色部分是固定的）的bus_attibute的結構，並且成員name設定為_name，檔案許可權mode設定為_mode，兩個函式呼叫分別人show和store。

2、將bus_attibute新增到指定的總線上，使用以下呼叫：

/*/drivers/base/bus.c*/

123 int bus_create_file(struct bus_type *bus, struct bus_attribute *attr)

該函式失敗時返回錯誤號。

一旦呼叫該函式，會就在指定bus匯流排的目錄下新建一個名叫_name的檔案，許可權為_mode，當訪問和修改該檔案是會分別呼叫show和store函式呼叫。

如果不需要該屬性時，使用以下函式刪除：

/*/drivers/base/bus.c*/

135 void bus_remove_file(struct bus_type *bus, struct bus_attribute *attr)

說了這麼多，馬上來個程式：

/*8th_devModule_1/2nd/bus.c*/

1 #include

2 #include

3

4 #include

5

6 #define VER_SIZE 100

7

8 struct bus_type usb_bus = {

9 .name = "usb",

10 };

11

12 char Version[VER_SIZE] = "xiaobai V1.0";

13

14 static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)

15 {

16 return snprintf(buf, VER_SIZE, "%s\n", Version);

17 }

18 static ssize_t store_bus_version(struct bus_type *bus, const char *buf, size_t count)

19 {

20 return snprintf(Version, VER_SIZE, "%s", buf);

21 }

22 /*該巨集會定義一個名叫bus_attr_version的bus_attribute的結構，並且成員name設定為

23 * version，檔案許可權mode設定為S_IRUGO|S_IWUGO，並設定show函式為

24 * show_bus_version，stror 函式為stroe_bus_version*/

25 static BUS_ATTR(version, S_IRUGO|S_IWUGO, show_bus_version, store_bus_version);

26

27 static int __init usb_bus_init(void)

28 {

29 int ret;

30

31 /*匯流排註冊*/

32 ret = bus_register(&usb_bus);

33 if(ret){

34 printk("bus register failed!\n");

35 goto err1;

36 }

37 /*為匯流排新增屬性，呼叫成功後在/sys/bus/usb目錄下有一個version的檔案，許可權為

38 * S_IRUGO|S_IWUGO，檢視該檔案時會呼叫函式show_bus_version,修改時呼叫store。*/

39 ret = bus_create_file(&usb_bus, &bus_attr_version);

40 if(ret){

41 printk("bus creat file failed!\n");

42 goto err2;

43 }

44 printk("usb bus init\n");

45 return 0;

46

47 err2:

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