Linux设备模型详解：总线、设备与驱动

"Linux设备模型是Linux内核中用于管理和组织硬件设备的一种抽象机制。它将设备、驱动程序、总线和类等概念整合在一起，提供了一种高效且灵活的方式来处理系统的各种硬件接口。" 在Linux设备模型中，几个关键概念包括： 1. 总线（Bus）： - 总线是连接处理器和设备的通信路径，它们可以是物理的（如PCI、ISA）或虚拟的（如平台总线Platform Bus）。在设备模型中，每个设备都挂载在某个总线上。 - 总线由`bus_type`结构体表示，包含了描述总线类型、所有者模块、与之关联的子系统以及设备和驱动程序的管理数据结构。 2. 设备（Device）： - 设备是硬件实体，可以是控制器、传感器、存储器等。每个设备都与特定的总线关联，并通过`struct device`结构体表示。 - 设备在设备模型中通过`kset`链接到相应的总线，便于遍历和管理。 3. 驱动程序（Driver）： - 驱动程序是操作系统中的软件组件，负责与硬件设备进行交互。驱动程序通常与特定类型的设备匹配，并通过`struct device_driver`结构体表示。 - 驱动程序同样有`kset`，用以组织和管理挂载在总线上的驱动。 4. 类（Class）： - 类是一种逻辑归类，用于将具有相似功能的设备分组。例如，字符设备、块设备等。类提供了共享属性和操作的可能性。 - 类可以通过`class`结构体表示，允许系统根据设备类型进行操作，如创建系统目录，设置默认属性等。 5. 匹配机制（Matching）： - Linux设备模型包含一种匹配机制，让设备与合适的驱动程序进行匹配。`match()`函数用于检查设备和驱动之间是否存在匹配，以便正确地加载驱动。 6. 属性（Attributes）： - 设备、驱动程序和总线都有自己的属性，这些属性可以用来配置设备、查询状态或者控制设备行为。`struct device_attribute`、`struct driver_attribute`和`struct bus_attribute`分别代表设备、驱动和总线的属性。 7. 通知链表（Notifier Chains）： - Linux设备模型利用阻塞通知头`blocking_notifier_head`来实现设备和驱动的注册、注销等事件的通知机制。 8. 自动化探测（Autoprobe）： - `drivers_autoprobe`和`drivers_probe`属性允许系统自动探测并尝试加载匹配的驱动，简化了设备的初始化过程。 通过这些组件和机制，Linux设备模型能够有效地管理和控制硬件资源，使得内核能够透明地识别、配置和使用各种设备，同时也方便了开发者编写和管理设备驱动程序。这种模型提高了系统的可扩展性和兼容性，是Linux内核强大硬件支持的基础。