linux設(shè)備模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系

1、Linux2.6內(nèi)核的一個(gè)重要特色是提供了統(tǒng)一的內(nèi)核設(shè)備模型。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)智能電源管理、熱插拔以及plugplay的支持要求也越來(lái)越高，2.4內(nèi)核已經(jīng)難以滿足這些需求。為適應(yīng)這種形勢(shì)的需要，2.6內(nèi)核開發(fā)了全新的設(shè)備模型。１Sysfs文件系統(tǒng)Sysfs文件系統(tǒng)是一個(gè)類似于proc文件系統(tǒng)的特殊文件系統(tǒng)，用于將系統(tǒng)中的設(shè)備組織成層次結(jié)構(gòu)，并向用戶模式程序提供詳細(xì)的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。其頂層目錄主要有：Bl

2、ock目錄：包含所有的塊設(shè)備Devices目錄：包含系統(tǒng)所有的設(shè)備，并根據(jù)設(shè)備掛接的總線類型組織成層次結(jié)構(gòu)Bus目錄：包含系統(tǒng)中所有的總線類型Drivers目錄：包括內(nèi)核中所有已注冊(cè)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序Class目錄：系統(tǒng)中的設(shè)備類型（如網(wǎng)卡設(shè)備，聲卡設(shè)備等）２內(nèi)核對(duì)象機(jī)制關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2.1kobject內(nèi)核對(duì)象Kobject是Linux2.6引入的新的設(shè)備管理機(jī)制，在內(nèi)核中由structkobject表示。通過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使所有設(shè)備在底層都

3、具有統(tǒng)一的接口，kobject提供基本的對(duì)象管理，是構(gòu)成Linux2.6設(shè)備模型的核心結(jié)構(gòu)，它與sysfs文件系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)，每個(gè)在內(nèi)核中注冊(cè)的kobject對(duì)象都對(duì)應(yīng)于sysfs文件系統(tǒng)中的一個(gè)目錄。Kobject結(jié)構(gòu)定義為：structkobjectk_name指向設(shè)備名稱的指針name[KOBJ_NAME_LEN]設(shè)備名稱structkrefkref對(duì)象引用計(jì)數(shù)structlist_headentry掛接到所在kset中去的單元st

4、ructkobjectparent指向父對(duì)象的指針structksetkset所屬kset的指針structkobj_typektype指向其對(duì)象類型描述符的指針structdentrydentrysysfs文件系統(tǒng)中與該對(duì)象對(duì)應(yīng)的文件節(jié)點(diǎn)路徑指針其中的kref域表示該對(duì)象引用的計(jì)數(shù)，內(nèi)核通過(guò)kref實(shí)現(xiàn)對(duì)象引用計(jì)數(shù)管理，內(nèi)核提供兩個(gè)函數(shù)kobject_get()、kobject_put()分別用于增加和減少引用計(jì)數(shù)，當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0時(shí)，

5、所有該對(duì)象使用的資源將被釋放。Ktype域是一個(gè)指向kobj_type結(jié)構(gòu)的指針，表示該對(duì)象的類型。Kobj_type數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含三個(gè)域：一個(gè)release方法用于釋放kobject占用的資源；一個(gè)sysfs_ops指針指向sysfs操作表和一個(gè)sysfs文件系統(tǒng)缺省屬性列表。Sysfs操作表包括兩個(gè)函數(shù)ste()和show()。當(dāng)用戶態(tài)讀取屬性時(shí)，show()函數(shù)被調(diào)用，該函數(shù)編碼指定屬性值存入buffer中返回給用戶態(tài)；而ste()

6、函數(shù)用于存儲(chǔ)用戶態(tài)傳入的屬性值。2.2kset內(nèi)核對(duì)象集合Kobject通常通過(guò)kset組織成層次化的結(jié)構(gòu)，kset是具有相同類型的kobject的集合，在內(nèi)核中用kset數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示，定義為：structksetstructsubsystemsubsys所在的subsystem的指針structkobj_typektype指向該kset對(duì)象類型描述符的指針structlist_headlist用于連接該kset中所有kobject的鏈

7、表頭從Linux設(shè)備層次(hierarchy)中刪除kobj對(duì)象。voidkobject_unregister(structkobjectkobj)；kobject注銷函數(shù)。與kobject_register()相反，它首先調(diào)用kobject_del從設(shè)備層次中刪除該對(duì)象，再調(diào)用kobject_put()減少該對(duì)象的引用計(jì)數(shù)，如果引用計(jì)數(shù)降為0，則釋放該kobject對(duì)象。3.2kset相關(guān)函數(shù)與kobject相似，kset_init(

8、)完成指定kset的初始化，kset_get()和kset_put()分別增加和減少kset對(duì)象的引用計(jì)數(shù)。Kset_add()和kset_del()函數(shù)分別實(shí)現(xiàn)將指定keset對(duì)象加入設(shè)備層次和從其中刪除；kset_register()函數(shù)完成kset的注冊(cè)而kset_unregister()函數(shù)則完成kset的注銷。3.3subsystem相關(guān)函數(shù)subsystem有一組完成類似的函數(shù)，分別是：voidsubsystem_init(

9、structsubsystemsubsys)intsubsystem_register(structsubsystemsubsys)voidsubsystem_unregister(structsubsystemsubsys)structsubsystemsubsys_get(structsubsystemsubsys)voidsubsys_put(structsubsystemsubsys)４設(shè)備模型組件在上述內(nèi)核對(duì)象機(jī)制的基礎(chǔ)上，L

10、inux的設(shè)備模型建立在幾個(gè)關(guān)鍵組件的基礎(chǔ)上，下面我們?cè)敿?xì)闡述這些組件。4.1devices系統(tǒng)中的任一設(shè)備在設(shè)備模型中都由一個(gè)device對(duì)象描述，其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structdevice定義為：structdevicestructlist_headg_liststructlist_headnodestructlist_headbus_liststructlist_headdriver_liststructlist_headchild

11、renstructdeviceparentstructkobjectkobjbus_id[BUS_ID_SIZE]structbus_typebusstructdevice_driverdrivervoiddriver_dataSeveralfieldsomittedg_list將該device對(duì)象掛接到全局設(shè)備鏈表中，所有的device對(duì)象都包含在devices_subsys中，并組織成層次結(jié)構(gòu)。Node域?qū)⒃搶?duì)象掛接到其兄弟對(duì)象的鏈