本系列前幾篇文章鏈接如下：

《LINUX設備驅動模型分析之一 總體概念說明》

《LINUX設備驅動模型分析之二 總線(BUS)接口分析》

《LINUX設備驅動模型分析之三 驅動模塊相關(DRIVER)接口分析》

本系列文章涉及sysfs文件系統的內容，如需要了解sysfs的內容，請參考之前寫的sysfs相關的文檔。

我們已經完成了總線、驅動模塊相關接口的分析，本章我們主要對設備模塊進行分析。在上面幾章的分析中，我們知道注冊在總線上的驅動模塊對應的kobject是通過bus->p->drivers_kset匯聚至一起，且drivers_kset對應kobject是該總線上注冊驅動模塊的父kobject或者祖先kobject。而針對device-kobject而言，雖然其依附的bus變量定義device_kset變量(kset類型)，但device_kset->kobject與device->kobject兩者之間是通過鏈接方式，實現兩者kobject之間的綁定操作。如下為device、bus模塊間kobject變量的關聯，這兩者之間通過sysfs link模式實現kobject的關聯。

與之前兩章類似，本章也分別從相關數據結構、device模塊初始化、device的注冊與注銷接口分析這三個部分分析device模塊。

device模塊相關數據結構體分析

Device相關的結構體包括struct device、struct device_private、struct device_type這三個結構體，我們接下來分析這三個結構體

struct device_private結構體分析

該結構體為device結構體的私有變量，該結構體定義如下，該結構體主要實現與bus、driver、父device、所有子device的關聯。

struct device_type結構體分析

該結構體為device類型相關的結構體，包含類型的名稱、類型對應屬性組、該類型的uevent接口、release接口、電源管理相關ops等。如iic_client類型設備，其type為i2c_client_type，而iic_adapter類型的設備，其type為i2c_adapter_type，還有usb_device_type等類型定義。該結構體標識一個設備的類型。

struct device結構體分析

該結構體標識一個設備，其包括幾方面的內容：

與device的關聯(包括與父device、子device的關聯，通過鏈表關聯)

與class的關聯(實現device與class的互相關聯)

與bus的關聯(實現device與bus的互相關聯)

與driver的關聯(實現device與driver的互相關聯，包括兩個結構體變量的關聯以及兩個結構體中kobject成員變量的關聯)

與of模塊的關聯(主要是存儲of的設備節點信息，用于設備樹相關的內容)

存放platform相關的設備信息(主要供platform模塊使用)

device-bus-driver結構體間的關聯

上面介紹了device項目的結構體，下面我們介紹這些結構體與bus、driver模塊的關聯，以下為device、bus、driver三個模塊相關結構體之間的關聯圖，我們下面詳細說明下這三個模塊之間的關聯情況。

bus與device之間的關聯包括兩部分：

bus、device通過klist_devices，實現兩個結構體通過內嵌的鏈表變量實現關聯

bus、device對應的kobject之間互相建立sysfs的kobject的鏈接，實現kobject之間的關聯

device與driver的關聯，device與driver通過內嵌的klist節點以及klist_devices鏈表，實現結構體間的關聯。

device間的關聯

此處主要用于說明已創建的設備變量是如何關聯的。它們之間通過鏈表進行鏈接這些設備通過device->p中的klist_children、knode_parent實現父子設備之間的關聯操作。它們的關聯圖如下所示。

device、xxx_device、kobject、sysfs之間的關聯

在之前我們介紹driver模塊的時候，我們也說過driver模塊一般嵌入到更大的結構體中xxx_driver，實現具體類型驅動相關結構體的成員。針對device也是一樣，一般也是嵌入到更大的結構體中(此處我們命名為xxx_device，如spi_device、pci_dev、i2c_client等)。

如下圖即為這幾個模塊間的結構體之間的關聯。我們具體以幾個方面說明：

通過全局變量devices_kset，將所有創建的device變量，通過其對應的kobject鏈接至devices_kset中；

device對應的kobject通過sysfs_dirent結構體的關聯，實現為該device在sysfs文件系統下創建對應的目錄、子目錄、子文件等內容，同時通過kobj_type實現對該device屬性的讀寫操作(show/store)

通過指針實現xxx_device、device之間的關聯。

以上即是device模塊內部結構體以及device、driver、bus、kobject、sysfs之間的關聯。其實針對device相關的創建以及注冊，也就是建立上述所說模塊間的關聯(上面沒有說明與class模塊的關聯，另外此處沒有說明sysfs系統中文件是如何訪問的，感興趣的可參考該文章LINUX SYSFS文件系統分析之四 文件處理及相關系統調用分析)。

device模塊初始化

由之前的分析我們知道，所有注冊的設備是匯聚至devices_kset變量的list鏈表下的，而devices_kset是一個全局變量，因此其應該是在設備模塊初始化中進行創建。下面我們來分析下device模塊的初始化接口，該接口名稱為devices_init，該接口主要實現如下功能(流程圖如下)：

調用kset_create_and_add創建kset類型的全局變量devices_kset，并在sysfs文件系統的根目錄下創建devices目錄，并設置其kobj_type為kset_ktype；

調用kobject_create_and_add創建kobject類型的全局變量dev_kobj，并根據對應的kobject，在sysfs文件系統的根目錄下創建dev目錄；

調用kobject_create_and_add在dev_kobj下創建子kobject類型的全局變量sysfs_dev_block_kobj，并根據對應的kobject，在sysfs文件系統的dev/目錄下block子目錄

調用kobject_create_and_add在dev_kobj下創建子kobject類型的全局變量sysfs_dev_char_kobj，并根據對應的kobject，在sysfs文件系統的dev/目錄下char子目錄

以上內容即為device模塊的初始化接口，其完成創建了devices_kset，以便鏈接所有device的kobject，同時在sysfs文件系統下完成/dev、/dev/block、/dev/char、/devices目錄。其中/dev/block、/dev/char目錄下主要用于創建鏈接目錄的，其均是鏈接至/devices目錄下相應device。

執行完devices_init接口后，dev_kobj、sysfs_dev_block_kobj、sysfs_dev_char_kobj

這三個變量的關聯如下所示。

device的注冊與注銷接口分析

以上我們完成了相關結構體的介紹以及結構體之間的關聯介紹，此處我們介紹device的注冊與注銷接口。

device注冊接口device_register分析

該接口主要通過調用device_initialize、device_add接口實現device的初始化以及device的添加操作，我們下面分析下這兩個接口。這三個函數的調用關系如下，可以看到設備注冊的主要工作由device_add接口實現。

device_add接口分析

device_add接口實現的功能即是上述結構體之間的關聯，具體內容包括：

創建device的私有變量(即device_private類型的變量，用于與bus、driver等進行關聯)

設置device的名稱

調用kobject_add實現在sysfs的devices目錄下創建該設備對應kobject對應的目錄以及kobj_type的設置等；

為設備的屬性，在sysfs中創建對應的文件(屬性包括該設備私有屬性，該設備所屬class定義的通用設備默認屬性、該設備所屬bus定義的通用設備默認屬性)；

若該設備存在設備號，則在sysfs文件系統下的/dev目錄下創建與該設備的鏈接，并調用devtmpfs_create_mknod，為該設備創建設備文件(若devtmpfs被編譯進內核的情況)。若devtmpfs未被編譯進內核，則在該接口調用kobject_uevent，將該設備對應kobject添加的事件發送給應用層后，應用層的udev/mdev接收后，則會根據該設備的設備id屬性，為其創建設備文件(通過mknod系統調用)

若該設備屬于某一個class，則完成class與設備間的kobject的鏈接操作；

調用bus_add_device接口，完成設備與總線間通過內嵌鏈表成員與鏈表頭的關聯，同時完成設備與總線的kobject互相鏈接。

調用bus_probe_device，為該添加的設備，在已注冊的驅動鏈表中進行匹配與綁定操作，這一部分的操作與上一篇介紹的driver添加時的綁定類似(不同點為driver添加時，是遍歷所有已注冊的設備，而device添加時，是遍歷所有已注冊的驅動)，本章不再贅述，讀者可自行跟蹤代碼查看。

以上即是device_add、device_register這兩個接口的主要內容(電源管理等一些內容此處未做深入說明)。

device注銷接口device_unregister分析

device的注銷過程即是device注冊的反過程，執行的操作無非是刪除創建的文件及目錄、取消設備驅動的綁定、取消設備與總線的關聯、取消設備與class的關聯等，此處不再細說。

至此完成device相關接口的分析。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux i2c adapter 增加设备_LINUX设备驱动模型分析之四 设备模块相关（DEVICE）接口分析...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。