Linux设备模型详解:总线、设备与驱动
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更新于2024-08-01
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"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。
2015-04-06 上传
2019-01-03 上传
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2011-08-25 上传
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2011-06-08 上传
2011-03-07 上传
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