３． 內核對象機制主要相關函數
針對內核對象不同層次的數據結構，linux 2.6內核定義了一系列操作函數，定義於lib/kobject.c文件中。
3.1 kobject相關函數
void kobject_init(struct kobject * kobj)；
kobject初始化函數。設置kobject引用計數爲１，entry域指向自身，其所屬kset引用計數加１。
int kobject_set_name(struct kobject *kobj, const char *format, ...)；
設置指定kobject的名稱。
void kobject_cleanup(struct kobject * kobj)和void kobject_release(struct kref *kref)；
kobject清除函數。當其引用計數爲０時，釋放對象佔用的資源。
struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)；
將kobj 對象的引用計數加1，同時返回該對象的指針。
void kobject_put(struct kobject * kobj)；
將kobj對象的引用計數減1，如果引用計數降爲0，則調用kobject_release()釋放該kobject對象。
int kobject_add(struct kobject * kobj)；
將kobj對象加入Linux設備層次。掛接該kobject對象到kset的list鏈中，增加父目錄各級kobject的引用計數，在其parent指向的目錄下創建文件節點，並啓動該類型內核對象的hotplug函數。
int kobject_register(struct kobject * kobj)；
kobject註冊函數。通過調用kobject_init()初始化kobj，再調用kobject_add()完成該內核對象的註冊。
void kobject_del(struct kobject * kobj)；
從Linux設備層次(hierarchy)中刪除kobj對象。
void kobject_unregister(struct kobject * kobj)；
kobject註銷函數。與kobject_register()相反，它首先調用kobject_del從設備層次中刪除該對象，再調用kobject_put()減少該對象的引用計數，如果引用計數降爲0，則釋放該kobject對象。
3.2 kset相關函數
與kobject 相似，kset_init()完成指定kset的初始化，kset_get()和kset_put()分別增加和減少kset對象的引用計數。 Kset_add()和kset_del()函數分別實現將指定keset對象加入設備層次和從其中刪除；kset_register()函數完成 kset的註冊而kset_unregister()函數則完成kset的註銷。
3.3 subsystem相關函數
subsystem有一組完成類似的函數，分別是：
void subsystem_init(struct subsystem *subsys);
int subsystem_register(struct subsystem *subsys);
void subsystem_unregister(struct subsystem *subsys);
struct subsystem *subsys_get(struct subsystem *subsys)
void subsys_put(struct subsystem *subsys);
４． 設備模型組件
在上述內核對象機制的基礎上，Linux的設備模型建立在幾個關鍵組件的基礎上，下面我們詳細闡述這些組件。
4.1 devices
系統中的任一設備在設備模型中都由一個device對象描述，其對應的數據結構struct device定義爲：
struct device {
struct list_head g_list;
struct list_head node;
struct list_head bus_list;
struct list_head driver_list;
struct list_head children;
struct device *parent;
struct kobject kobj;
char bus_id[BUS_ID_SIZE];
struct bus_type *bus;
struct device_driver *driver;
void *driver_data;
/* Several fields omitted */
};
g_list 將該device對象掛接到全局設備鏈表中，所有的device對象都包含在devices_subsys中，並組織成層次結構。Node域將該對象掛接 到其兄弟對象的鏈表中，而bus_list則用於將連接到相同總線上的設備組織成鏈表，driver_list則將同一驅動程序管理的所有設備組織爲鏈 表。此外，children域指向該device對象子對象鏈表頭，parent域則指向父對象。Device對象還內嵌一個kobject對象，用於引 用計數管理並通過它實現設備層次結構。Driver域指向管理該設備的驅動程序對象，而driver_data則是提供給驅動程序的數據。Bus域描述設 備所連接的總線類型。
內核提供了相應的函數用於操作device對象。其中Device_register()函數將一個新的device對象插 入設備模型，並自動在/sys/devices下創建一個對應的目錄。Device_unregister()完成相反的操作，註銷設備對象。 Get_device()和put_device()分別增加與減少設備對象的引用計數。通常device結構不單獨使用，而是包含在更大的結構中作爲一 個子結構使用，比如描述PCI設備的struct pci_dev，其中的dev域就是一個device對象。
4.2 drivers
系統中的每個驅動程序由一個device_driver對象描述，對應的數據結構定義爲：
struct device_driver {
char *name; 設備驅動程序的名稱
struct bus_type *bus; 該驅動所管理的設備掛接的總線類型
struct kobject kobj; 內嵌kobject對象
struct list_head devices; 該驅動所管理的設備鏈表頭
int (*probe)(struct device *dev); 指向設備探測函數，用於探測設備是否可以被該驅動程序管理
int (*remove)(struct device *dev); 用於刪除設備的函數
/* some fields omitted*/
}；
與device 結構類似，device_driver對象依靠內嵌的kobject對象實現引用計數管理和層次結構組織。內核提供類似的函數用於操作 device_driver對象，如get_driver()增加引用計數，driver_register()用於向設備模型插入新的driver對 象，同時在sysfs文件系統中創建對應的目錄。Device_driver()結構還包括幾個函數，用於處理熱拔插、即插即用和電源管理事件。
4.3 buses
系統中總線由struct bus_type描述，定義爲：
struct bus_type {
char * name; 總線類型的名稱
struct subsystem subsys; 與該總線相關的subsystem
struct kset drivers; 所有與該總線相關的驅動程序集合
struct kset devices; 所有掛接在該總線上的設備集合
struct bus_attribute * bus_attrs; 總線屬性
struct device_attribute * dev_attrs; 設備屬性
struct driver_attribute * drv_attrs; 驅動程序屬性
int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);
int (*hotplug) (struct device *dev, char **envp, int num_envp, char *buffer, int buffer_size);
int (*suspend)(struct device * dev, u32 state);
int (*resume)(struct device * dev);
}；
每 個bus_type對象都內嵌一個subsystem對象，bus_subsys對象管理系統中所有總線類型的subsystem對象。每個 bus_type對象都對應/sys/bus目錄下的一個子目錄，如PCI總線類型對應於/sys/bus/pci。在每個這樣的目錄下都存在兩個子目 錄：devices和drivers（分別對應於bus_type結構中的devices和drivers域）。其中devices子目錄描述連接在該總 線上的所有設備，而drivers目錄則描述與該總線關聯的所有驅動程序。與device_driver對象類似，bus_type結構還包含幾個函數 （match()、hotplug()等）處理相應的熱插拔、即插即拔和電源管理事件。
4.4 classes
系統中的設備類由 struct class描述，表示某一類設備。所有的class對象都屬於class_subsys子系統，對應於sysfs文件系統中的/sys/class目錄。 每個class對象包括一個class_device鏈表，每個class_device對象表示一個邏輯設備，並通過struct class_device中的dev域（一個指向struct device的指針）關聯一個物理設備。這樣，一個邏輯設備總是對應於一個物理設備，但是一個物理設備卻可能對應於多個邏輯設備。此外，class結構中 還包括用於處理熱插拔、即插即拔和電源管理事件的函數，這與device對象和driver對象相似。
針對內核對象不同層次的數據結構，linux 2.6內核定義了一系列操作函數，定義於lib/kobject.c文件中。
3.1 kobject相關函數
void kobject_init(struct kobject * kobj)；
kobject初始化函數。設置kobject引用計數爲１，entry域指向自身，其所屬kset引用計數加１。
int kobject_set_name(struct kobject *kobj, const char *format, ...)；
設置指定kobject的名稱。
void kobject_cleanup(struct kobject * kobj)和void kobject_release(struct kref *kref)；
kobject清除函數。當其引用計數爲０時，釋放對象佔用的資源。
struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)；
將kobj 對象的引用計數加1，同時返回該對象的指針。
void kobject_put(struct kobject * kobj)；
將kobj對象的引用計數減1，如果引用計數降爲0，則調用kobject_release()釋放該kobject對象。
int kobject_add(struct kobject * kobj)；
將kobj對象加入Linux設備層次。掛接該kobject對象到kset的list鏈中，增加父目錄各級kobject的引用計數，在其parent指向的目錄下創建文件節點，並啓動該類型內核對象的hotplug函數。
int kobject_register(struct kobject * kobj)；
kobject註冊函數。通過調用kobject_init()初始化kobj，再調用kobject_add()完成該內核對象的註冊。
void kobject_del(struct kobject * kobj)；
從Linux設備層次(hierarchy)中刪除kobj對象。
void kobject_unregister(struct kobject * kobj)；
kobject註銷函數。與kobject_register()相反，它首先調用kobject_del從設備層次中刪除該對象，再調用kobject_put()減少該對象的引用計數，如果引用計數降爲0，則釋放該kobject對象。
3.2 kset相關函數
與kobject 相似，kset_init()完成指定kset的初始化，kset_get()和kset_put()分別增加和減少kset對象的引用計數。 Kset_add()和kset_del()函數分別實現將指定keset對象加入設備層次和從其中刪除；kset_register()函數完成 kset的註冊而kset_unregister()函數則完成kset的註銷。
3.3 subsystem相關函數
subsystem有一組完成類似的函數，分別是：
void subsystem_init(struct subsystem *subsys);
int subsystem_register(struct subsystem *subsys);
void subsystem_unregister(struct subsystem *subsys);
struct subsystem *subsys_get(struct subsystem *subsys)
void subsys_put(struct subsystem *subsys);
４． 設備模型組件
在上述內核對象機制的基礎上，Linux的設備模型建立在幾個關鍵組件的基礎上，下面我們詳細闡述這些組件。
4.1 devices
系統中的任一設備在設備模型中都由一個device對象描述，其對應的數據結構struct device定義爲：
struct device {
struct list_head g_list;
struct list_head node;
struct list_head bus_list;
struct list_head driver_list;
struct list_head children;
struct device *parent;
struct kobject kobj;
char bus_id[BUS_ID_SIZE];
struct bus_type *bus;
struct device_driver *driver;
void *driver_data;
/* Several fields omitted */
};
g_list 將該device對象掛接到全局設備鏈表中，所有的device對象都包含在devices_subsys中，並組織成層次結構。Node域將該對象掛接 到其兄弟對象的鏈表中，而bus_list則用於將連接到相同總線上的設備組織成鏈表，driver_list則將同一驅動程序管理的所有設備組織爲鏈 表。此外，children域指向該device對象子對象鏈表頭，parent域則指向父對象。Device對象還內嵌一個kobject對象，用於引 用計數管理並通過它實現設備層次結構。Driver域指向管理該設備的驅動程序對象，而driver_data則是提供給驅動程序的數據。Bus域描述設 備所連接的總線類型。
內核提供了相應的函數用於操作device對象。其中Device_register()函數將一個新的device對象插 入設備模型，並自動在/sys/devices下創建一個對應的目錄。Device_unregister()完成相反的操作，註銷設備對象。 Get_device()和put_device()分別增加與減少設備對象的引用計數。通常device結構不單獨使用，而是包含在更大的結構中作爲一 個子結構使用，比如描述PCI設備的struct pci_dev，其中的dev域就是一個device對象。
4.2 drivers
系統中的每個驅動程序由一個device_driver對象描述，對應的數據結構定義爲：
struct device_driver {
char *name; 設備驅動程序的名稱
struct bus_type *bus; 該驅動所管理的設備掛接的總線類型
struct kobject kobj; 內嵌kobject對象
struct list_head devices; 該驅動所管理的設備鏈表頭
int (*probe)(struct device *dev); 指向設備探測函數，用於探測設備是否可以被該驅動程序管理
int (*remove)(struct device *dev); 用於刪除設備的函數
/* some fields omitted*/
}；
與device 結構類似，device_driver對象依靠內嵌的kobject對象實現引用計數管理和層次結構組織。內核提供類似的函數用於操作 device_driver對象，如get_driver()增加引用計數，driver_register()用於向設備模型插入新的driver對 象，同時在sysfs文件系統中創建對應的目錄。Device_driver()結構還包括幾個函數，用於處理熱拔插、即插即用和電源管理事件。
4.3 buses
系統中總線由struct bus_type描述，定義爲：
struct bus_type {
char * name; 總線類型的名稱
struct subsystem subsys; 與該總線相關的subsystem
struct kset drivers; 所有與該總線相關的驅動程序集合
struct kset devices; 所有掛接在該總線上的設備集合
struct bus_attribute * bus_attrs; 總線屬性
struct device_attribute * dev_attrs; 設備屬性
struct driver_attribute * drv_attrs; 驅動程序屬性
int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);
int (*hotplug) (struct device *dev, char **envp, int num_envp, char *buffer, int buffer_size);
int (*suspend)(struct device * dev, u32 state);
int (*resume)(struct device * dev);
}；
每 個bus_type對象都內嵌一個subsystem對象，bus_subsys對象管理系統中所有總線類型的subsystem對象。每個 bus_type對象都對應/sys/bus目錄下的一個子目錄，如PCI總線類型對應於/sys/bus/pci。在每個這樣的目錄下都存在兩個子目 錄：devices和drivers（分別對應於bus_type結構中的devices和drivers域）。其中devices子目錄描述連接在該總 線上的所有設備，而drivers目錄則描述與該總線關聯的所有驅動程序。與device_driver對象類似，bus_type結構還包含幾個函數 （match()、hotplug()等）處理相應的熱插拔、即插即拔和電源管理事件。
4.4 classes
系統中的設備類由 struct class描述，表示某一類設備。所有的class對象都屬於class_subsys子系統，對應於sysfs文件系統中的/sys/class目錄。 每個class對象包括一個class_device鏈表，每個class_device對象表示一個邏輯設備，並通過struct class_device中的dev域（一個指向struct device的指針）關聯一個物理設備。這樣，一個邏輯設備總是對應於一個物理設備，但是一個物理設備卻可能對應於多個邏輯設備。此外，class結構中 還包括用於處理熱插拔、即插即拔和電源管理事件的函數，這與device對象和driver對象相似。
