设备模型指的是 Linux 操作系统中用于管理硬件设备和驱动程序的结构和框架。它是 Linux 内核的一部分,用于抽象和管理计算机硬件资源,使其可以被用户空间应用程序访问和使用。
在 Linux 设备模型中,每个硬件设备都被表示为一个设备对象,该对象包含设备的特性、状态和操作。设备模型的核心数据结构是"设备树",它是一个层次化的数据结构,用于描述系统中所有硬件设备之间的关系和连接。
设备模型提供了一种标准化的接口和机制,使设备驱动程序可以注册和与特定设备进行交互。这样,当应用程序需要访问设备时,它们可以通过设备模型来请求和使用设备,而无需了解底层硬件的具体细节。设备模型还有助于简化设备驱动程序的编写和维护,提高了代码的可移植性。
总的来说,Linux 的设备模型允许内核对硬件资源进行统一管理和抽象,提供了一种有效的方法来管理和操作各种硬件设备,从而为用户空间应用程序提供了一个统一的硬件访问接口。Linux 设备模型中,设备、驱动、总线组织成拓扑结构,通过sysfs文件系统以目录结构进行展示与管理。sysfs 文件系统提供了一种用户与内核数据结构进行交互的方式,可以通过 mount -t sysfs sysfs /sys 来进行挂载。
Linux 设备模型中,总线负责设备和驱动的匹配,设备与驱动都挂在某一个总线上,当它们进行注册时由总线负责去完成匹配,进而回调驱动的probe函数。SoC 系统中有 spi, i2c, pci 等实体总线用于外设的连接,而针对集成在 SoC 中的外设控制器,Linux 内核提供一种虚拟总线 platform 用于这些外设控制器的连接,此外 platform 总线也可用于没有实体总线的外设。
以下图为例,在 /sys 目录下,bus 用于存放各类总线,其中总线中会存放挂载在该总线上的驱动和设备,比如 serial8250,devices 存放了系统中的设备信息,class 是针对不同的设备进行分类。
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