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Linux设备模型解析

Linux设备模型解析

从kobject到Platform总线实战

Linux设备模型是内核中管理设备和驱动的基础框架,对于理解驱动开发至关重要。本文将从基础概念开始,逐步深入解析kobject、kset、ktype等核心组件,并最终通过Platform总线实战,带你掌握设备模型的精髓。

一、Linux设备模型概述

Linux设备模型提供了一个统一的框架来管理系统中所有的设备。它基于面向对象的思想,使用kobject作为基础对象,通过层次结构组织设备、总线、驱动等。理解Linux设备模型是进行驱动开发的第一步。

二、kobject:设备模型的基石

kobject是Linux设备模型中最基本的数据结构,它代表内核中的一个对象。每个kobject都包含引用计数、名称、父指针等,用于管理对象的生命周期和层次关系。kobject通常与其他数据结构结合使用,如device、bus等。

kobject通过sysfs文件系统暴露给用户空间,使得用户可以通过文件操作来查看和配置设备。例如,在/sys目录下,你可以看到许多以kobject为基础的目录和文件。

三、从kobject到设备模型层次

在kobject之上,Linux设备模型构建了设备、总线、驱动和类的层次结构。设备代表物理或逻辑设备,总线是设备连接的方式,驱动是控制设备的代码,而类则是对设备的分类。这种层次结构使得设备管理更加模块化和灵活。

Linux设备模型解析 Linux设备模型  kobject platform总线 设备驱动 第1张

上图展示了Linux设备模型的典型层次,从kobject开始,扩展到设备、总线等。通过这种结构,内核可以高效地管理大量设备。

四、Platform总线实战

platform总线是Linux中用于管理那些没有物理总线的设备,例如片上系统(SoC)中的外设。通过platform总线,我们可以将设备和驱动解耦,便于代码重用和维护。

实战中,我们需要编写platform设备和platform驱动。设备描述硬件资源,如内存地址、中断号等;驱动则实现设备的初始化和操作函数。当设备和驱动匹配时,内核会调用驱动的probe函数来初始化设备。

以下是一个简单的platform驱动示例代码:

#include #include static int my_probe(struct platform_device *pdev){    // 初始化设备    return 0;}static int my_remove(struct platform_device *pdev){    // 清理设备    return 0;}static struct platform_driver my_driver = {    .driver = {        .name = "my_device",        .owner = THIS_MODULE,    },    .probe = my_probe,    .remove = my_remove,};module_platform_driver(my_driver);MODULE_LICENSE("GPL");  

通过这个示例,你可以看到设备驱动如何与platform总线集成。在实际开发中,你还需要定义platform设备,并注册到总线中。

五、总结

Linux设备模型通过kobject构建了一个强大的设备管理框架。从kobject到platform总线,理解这些概念对于驱动开发至关重要。希望本文能帮助你掌握Linux设备模型的核心,并应用于实际项目中。