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它將所有驅(qū)動(dòng)程序和對(duì)應(yīng)的設(shè)備集成到一個(gè)統(tǒng)一的框架中。在 Linux 內(nèi)核源碼樹中都會(huì)定義多個(gè)預(yù)定義的 class 供用戶選擇使用或者擴(kuò)展。
在Linux系統(tǒng)中，設(shè)備文件是與硬件交互的關(guān)鍵元素。為了更好地管理這些設(shè)備文件，Linux內(nèi)核引入了一種稱為“Device Model”的機(jī)制，它將所有驅(qū)動(dòng)程序和對(duì)應(yīng)的設(shè)備集成到一個(gè)統(tǒng)一的框架中。
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在上一篇文章中我們已經(jīng)介紹過，在Device Model 中有三個(gè)重要概念：bus、device 和 driver。本文將進(jìn)一步探討其中的 device，并介紹另外一個(gè)重要概念——class。
什么是 class？在 Device Model 中，每個(gè) device 都必須屬于某個(gè) class?？梢园?class 看作是各種類型（type） 的集合，比如 USB 設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口等等。通過將不同類型的 device 分類到相應(yīng)的 class 中去管理，就能夠更好地組織和調(diào)度這些設(shè)備。
通常情況下，在 Linux 內(nèi)核源碼樹中都會(huì)定義多個(gè)預(yù)定義的 class 供用戶選擇使用或者擴(kuò)展。例如：
- PCI 類
- USB 類
- tty 類
此外還可以自定義新類別來滿足特定需求。
class 的實(shí)現(xiàn)方式那么問題來了——怎樣實(shí)現(xiàn)這些類別呢？
當(dāng)然不能手工編寫大量代碼進(jìn)行分類管理！因此 Linux 內(nèi)核提供了 kobject/kset 框架，使得 class 的實(shí)現(xiàn)變得更加簡(jiǎn)單和靈活。
在 kobject/kset 框架中，每個(gè) class 都被表示為一個(gè) struct class 結(jié)構(gòu)體。該結(jié)構(gòu)體包含了許多成員變量，其中比較重要的有：
- name：class 名稱
- owner：指向持有該模塊的內(nèi)核模塊對(duì)象的指針
- bus：與之關(guān)聯(lián)的總線類型
- dev_attrs、dev_groups、dev_release 等函數(shù)指針
這些成員變量用于描述該類別所屬設(shè)備及其屬性，并定義了一系列操作函數(shù)以管理它們。
class 和 device 的關(guān)系前面已經(jīng)提到，在 Device Model 中所有 device 必須屬于某個(gè) class。那么具體來說，class 又是如何與 device 關(guān)聯(lián)起來呢？
Linux 內(nèi)核使用“kset”機(jī)制將同一種 type（即相同類型）device 分組在一起。每個(gè) kset 對(duì)象都由一個(gè) struct kset 結(jié)構(gòu)體表示。而每個(gè) class 實(shí)例也可以作為一個(gè)獨(dú)立的 kset 存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。
當(dāng)創(chuàng)建新設(shè)備時(shí)（通過調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序提供的 probe 函數(shù)），會(huì)同時(shí)創(chuàng)建相關(guān)聯(lián)的 device 和其所屬類別（即對(duì)應(yīng)的 struct class 實(shí)例）。此時(shí) Linux 內(nèi)核會(huì)自動(dòng)將新建立好的設(shè)備文件添加到相應(yīng)類別下并進(jìn)行管理。
小結(jié)Class 是 Linux 設(shè)備模型中的一個(gè)重要概念，用于將不同類型的 device 進(jìn)行分類管理。通過 class 的實(shí)現(xiàn)方式和與 device 的關(guān)聯(lián)機(jī)制，可以更好地組織和調(diào)度這些設(shè)備。
在 Linux 內(nèi)核源碼樹中已經(jīng)定義了多個(gè)預(yù)定義的 class 供用戶選擇使用或者擴(kuò)展，并且還可以自定義新類別來滿足特定需求。
總之，在 Device Model 中各種概念相互交織，形成了一套完整而高效的設(shè)備管理框架。對(duì)于開發(fā)人員來說，掌握 Device Model 是必須的技能之一！
分享標(biāo)題：Linux設(shè)備模型：7、Class
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