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Linux设备模型
一、sysfs文件系统:
一、sysfs文件系统:
sysfs文件系统是Linux2.6内核引入的,它被看成是与proc、devfs和devpty等同类别的文件系统,sysfs文件系统也是一个虚拟文件系统,它可以产生一个包括所有系统硬件的层级视图,与提供进程和状态信息的proc文件系统十分类似;
sysfs文件系统把链接在系统上的所有设备和总线组织成一个分级的文件系统,它们可以由用户空间存取,并向用户空间导出内核数据结构以及它们的属性等信息.sysfs的一个目的就是展示设备驱动模型中各个组件的层次关系,其顶级目录包括:
1、block:包含系统中所有的块设备;
2、devices:包含系统中所有的设备,并根据设备挂载的总线类型组织成层次关系结构;
3、bus:包含系统中所有的总线类型;
4、drivers:包含系统内核中所有已经注册的设备驱动程序;
5、class:包含系统中所有的设备类型;如,网卡设备、声卡设备、输入设备、输出设备,等等;
二、设备模型:
从整体上描述,大概模型就如下图所示:
从图中可以看出,Linux设备模型就是"总线、设备、驱动、类"这四个概念之前的相互关系;这也是Linux2.6内核抽象出来的用于管理系统中所有设备的模型图;
简单地描述设备模型的层次关系如下:
1、驱动核心中可以注册多种类型的总线(bus_type);
2、每一种类型的总线下面可以挂载许多设备(kset,device);
3、每一种类型的总线可以使用很多设备驱动(kset,device_driver);
4、每一个驱动程序可以管理一组设备;
这种基本关系的建立源于实际系统中各种总线、设备、驱动、类结构的抽象;
Linux设备模型中的总线、设备、驱动和类之间环环相扣的复杂关系可以满足内核日益发展的的需要;对智能电源管理、热插拔以及即插即用的支持要求也越来越高;
三、实现:
Linux2.6设备模型框架由sysfs文件系统、udev和内核对象结构kobject、kset、subsystem、bus_type、device、device_driver、class、class_device、class_interface等重量级数据结构共同组成;这些统称为Linux设备模型组件;
UIO（linux Userspace I/O子系统）用户空间设备驱动I/O技术介绍(由www.169it.com搜集整理)
UIO（Userspace I/O）是运行在用户空间的I/O技术。Linux系统中一般的驱动设备都是运行在内核空间，而在用户空间用应用程序调用即可，而UIO则是将驱动的很少一部分运行在内核空间，而在用户空间实现驱动的绝大多数功能！使用UIO可以避免设备的驱动程序需要随着内核的更新而更新的问题.通过UIO的运行原理图可以看出,用户空间下的驱动程序比运行在内核空间的驱动要多得多,UIO框架下运行在内核空间的驱动程序所做的工作很简单,常做的只有两个:分配和记录设备需要的资源和注册uio设备和必须在内核空间实现的小部分中断应答函数,经过实践表明后面的工作也是可以省略的!我们认为uio内核空间的程序所做的越少越好,在用户空间能完成的我们就不需要放在内核空间做(比如说响应中断),这样假如内核有变化,uio框架中的驱动维护也是比较简单。
Linux UIO 驱动模型(图)
uio驱动的内核部分，用户空间部分，和uio 框架以及内核内部函数的关系图