## 第?14?章?Linux 設備模型 在 2.5 開發循環中一個聲明的目標是為內核創建一個統一的設備模型. 之前的內核沒有單一的數據結構, 使它們可以來獲取關于系統如何整合的信息. 盡管缺乏信息, 有時事情也進行的不錯. 新系統, 帶有它們的更加復雜的技術并且需要支持諸如電源管理等特性, 但是, 清楚地要求需要一個通用的描述系統結構的抽象. 2.6 設備模型提供了這個抽象. 現在它用在內核來支持廣泛的任務, 包括: 電源管理和系統關機 這些需要一個對系統的結構的理解. 例如, 一個 USB 宿主適配器不可能被關閉, 在處理所有的連接到這個適配器的設備之前. 這個設備模型使能了一個按照正確順序的系統硬件的遍歷. 與用戶空間的通訊 sysfs 虛擬文件系統的實現被緊密地捆綁進設備模型, 并且暴露它所代表的結構. 關于系統到用戶空間的信息提供和改變操作參數的旋紐正越來越多地通過 sysfs 和 通過設備模型來完成. 可熱插拔設備 計算機硬件正更多地動態變化; 外設可因用戶的一時念頭而進出. 在內核中使用的來處理和(特別的)與用戶空間關于設備插入和拔出的通訊, 是由設備模型來管理. 設備類別 系統的許多部分對設備如何連接沒有興趣, 但是它們需要知道什么類型的設備可用. 設備模型包括一個機制來分配設備給類別, 它在一個更高的功能性的級別描述了這些設備, 并且允許它們從用戶空間被發現. 對象生命期 許多上面描述的功能, 包括熱插拔支持和 sysfs, 使在內核中創建和操作對象復雜了. 設備模型的實現要求創建一套機制來處理對象生命期, 它們之間的關系, 和它們在用戶空間的表示. Linux 設備模型是一個復雜的數據結構. 例如, 考慮圖[設備模型的一小部分](# "圖?14.1.?設備模型的一小部分"), 它展示了(用簡單的形式)和 USB 鼠標關聯的設備模型結構的微小片段. 圖中心的下方, 我們看到核心"設備"樹, 展示了鼠標如何連接到系統. "bus"樹跟蹤什么連接到每個總線, 而在"classes" 下的子樹涉及設備提供的功能, 不管它們是如何連接的. 設備模型樹即便在一個簡單的系統中也包含幾百個節點, 如同在圖中展示的那些; 它是一個難于整個呈現的數據結構. **圖?14.1.?設備模型的一小部分**  對大部分, Linux 設備模型代碼負責所有這些方面, 而不強加自己于驅動作者之上. 它大部分位于后面; 和設備模型的直接交互通常由總線一級的邏輯和各種其他的內核子系統處理. 結果, 許多驅動作者會完全忽略設備模型, 并且信任它來照顧它自己. 有時, 但是, 理解設備模型是一個好事情. 有時設備模型從其他的層后面遛出來; 例如, 通用的 DMA 代碼( 我們在第 15 章遇到) 使用 struct device. 你可能想使用一些由設備模型提供的能力, 例如引用計數和由 kobjects 提供的相關特色. 通過 sysfs 和 用戶空間的通訊也是一個設備模型功能; 本章解釋了這個通訊如何工作. 但是, 我們開始于一個自底而上的設備模型的表述. 設備模型的復雜性使得難于從一個高層視角來理解. 我們的希望是, 通過展示低層設備組件如何工作, 我們可為你準備這個挑戰, 掌握這些組件如何用來建立更大的結構. 對大部分讀者, 本章可作為高級材料,不需要在第一次讀完. 鼓勵那些對 Linux 設備模型如何工作感興趣的人努力向前, 但是, 在我們進入底層細節時.