linux/include/linux/device.h

struct device {        
struct klist     klist_children;        
struct klist_node   knode_parent;      /* node in sibling list */        
struct klist_node       knode_driver;        
struct klist_node       knode_bus;      
struct device           *parent;        
struct kobject kobj;        
char    bus_id[BUS_ID_SIZE];    /* position on parent bus */        
struct device_type      *type;        
unsigned     is_registered:1;        
unsigned     uevent_suppress:1;        
struct semaphore sem;    /* semaphore to synchronize calls to * its driver.*/      

struct bus_type * bus;    /* type of bus device is on */        
struct device_driver *driver;   /* which driver has allocated this device */       

void   *driver_data;   /* data private to the driver */        
void   *platform_data; /* Platform specific data, device core doesn't touch it */   

struct dev_pm_info    power;
#ifdef CONFIG_NUMA        
int    numa_node;      /* NUMA node this device is close to */
#endif        
u64    *dma_mask;      /* dma mask (if dma'able device) */        
u64   coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for alloc_coherent mappings as not all

hardware supports 64 bit addresses for consistent allocations such descriptors. */  

struct list_head   dma_pools;      /* dma pools (if dma'ble) */        
struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* internal for coherent mem override */       
/* arch specific additions */       
struct dev_archdata     archdata;        
spinlock_t       devres_lock;        
struct list_head devres_head;    /* class_device migration path */        
struct list_head node;        
struct class   *class;        
dev_t devt;   /* dev_t, creates the sysfs "dev" */        
struct attribute_group **groups;   /* optional groups */        
void    (*release)(struct device * dev);
};

二、作用：
用于描述设备相关的信息设备之间的层次关系，以及设备与总线、驱动的关系。
三、详解：
1、struct klist            klist_children;
struct klist被定义在linux/include/linux/klist.h中，原型是：
struct klist {        
spinlock_t k_lock;        
struct list_head k_list;        
void (*get)(struct klist_node *);       
void (*put)(struct klist_node *);
};

可见它是对struct list_head的扩展，在此它的作用是连接设备列表中的孩子列表。
2、struct klist_node       knode_parent; /* node in sibling list */
struct klist_node被定义在linux/include/linux/klist.h，原型是：
struct klist_node {        
struct klist * n_klist;       
struct list_head n_node;       
struct kref n_ref;        
struct completion n_removed;
};

在此它的作用是表示它的兄弟节点。
3、struct klist_node       knode_driver;
表示它的驱动节点。
4、struct klist_node       knode_bus;
表示总线节点。
5、struct device           *parent;
指向其父设备。
6、struct kobject kobj;
这里http://blog.chinaunix.net/u1/55599/showart.php?id=1086478有对kobject的解释，此处

它是内嵌的一个kobject对象。
7、char    bus_id[BUS_ID_SIZE]; 
bus_id表示其在父总线上的位置。BUS_ID_SIZE被定义为：
#define KOBJ_NAME_LEN 20 /*linux/include/linux/kobject.h*/
#define BUS_ID_SIZE KOBJ_NAME_LEN /*linux/include/linux/device.h*/

所以表示位置的字符串长度不能超过20。
8、struct device_type      *type;
被定义在/linux/include/linux/device.h中，原型是：
struct device_type {        
const char *name;        
struct attribute_group **groups;        
int (*uevent)(struct device *dev, char **envp, int num_envp,char *buffer, int

buffer_size);        
void (*release)(struct device *dev);        
int (*suspend)(struct device * dev, pm_message_t state);        
int (*resume)(struct device * dev);
};

device_type结构表示设备的类型。一个设备类或者总线可以包含不同类型的设备，例如“分区

”和“磁盘” ， “鼠标”和“事件” 。device_type就可以标识某个设备类型和该设备的特有

信息，它就等同于kobject结构中的kobj_type一样。如果name数据成员被指定，那么uevent成员

函数就会把它包含在DEVTYPE变量中。
9、unsigned is_registered:1;
标识该设备是否已经被注册过。is_registered:1这样的形式表示is_registered这个变量只有一

位。在32位linux系统下，unsigned是4字节32位，而经过is_registered:1这样的限制后，变量

is_registered只有一位，其取值只能是1或者0，相当于声明了一个boolean类型的变量。在此种

用法中，后面指定数据宽度的值只能大于0且小于本身的数据宽度。
10、struct bus_type * bus;
指向所连接总线的指针。
11、struct device_driver *driver; 
指向被分配到该设备的设备驱动。
12、u64 *dma_mask;    /*指向设备DMA屏蔽字。*/
u64 coherent_dma_mask;/*设备一致性DMA的屏蔽字。*/
struct list_head dma_pools; /*聚集的DMA缓冲池。*/
struct dma_coherent_mem *dma_mem; /*指向设备所使用的一致性DMA存储器描述符的指针*/
13、spinlock_t devres_lock;
定义一个设备自旋锁，用于互斥访问设备。关于自旋锁的详细讲解参考：
http://www.deansys.com/doc/ldd3/ch05s05.html
14、void    (*release)(struct device * dev);
释放设备描述符的回调函数。
四、操作：
linux内核系统了一系列完整的对device操作的函数。
1、其中device_register()函数用来将一个新的device对象插入设备模型。它在

linux/drivers/base/core.c中被实现：
int device_register(struct device *dev){        device_initialize(dev);       

return device_add(dev);}

该函数首先是调用device_initialize()初始化device结构，具体是初始化嵌入的kobject结构

dev->kobj,初始化列表中的孩子列表kobj->klist_children，初始化DMA缓冲池dev->dma_pools,

初始化自旋锁dev->devres_lock等。接下来device_add()函数才真正将该device对象dev插入设

备模型中。device_add()函数首先是通过kboject_add()函数将它添加到kobject层次，再把它添

加都全局和兄弟链表中，最后添加到其他相关的子系统的驱动程序模型，完成device对象的注册

。

2、device_unregister()完成相反的过程：/linux/drivers/base/core.c
void device_unregister(struct device * dev){        
pr_debug("DEV: Unregistering device. ID = '%s'\n", dev->bus_id);        
device_del(dev);        
put_device(dev);
}

它会先以KERN_DEBUG级别打印注销设备的信息，然后才真正删除设备，减少设备对象的引用计数

。
3、get_device()和put_device()分别是增加和减少设备对象的引用计数。这两个函数都定义在

：/linux/drivers/base/core.c中。具体是应用在注册device对象时，device_add()函数会调用

get_device()增加对该device对象的引用计数。在注销设备对象时，device_unregister()函数

直接调用put_device()函数减少对该device对象的引用计数。

device_driver

系统的每一个驱动程序都由struct device_driver，定义在/include/linux/device.h：
struct device_driver {
        const char              * name; 

 /*设备驱动程序的名称。在调用driver_register()往设备驱动程序模型中插入一个新的device_driver对象时，driver_register()函数会调用bus_add_driver()函数，bus_add_driver()调用kobject_set_name()函数将name赋给drv>kobj.name或者drv->kobj.k_name。注：drv为要调用driver_register()注册的device_driver类型的对象。*/
        struct bus_type         * bus;   //指向总线描述符的指针，总线连接所支持的设备
        struct kobject          kobj;     //内嵌的kobject结构,主要用于计数
        struct klist            klist_devices;  
        struct klist_node       knode_bus;
        struct module           * owner;
        const char              * mod_name;     
        struct module_kobject   * mkobj;
        int     (*probe)        (struct device * dev);   //探测函数
        int     (*remove)       (struct device * dev);   //移除驱动
        void    (*shutdown)     (struct device * dev);   //关闭驱动
        int     (*suspend)      (struct device * dev, pm_message_t state);   //挂起驱动
        int     (*resume)       (struct device * dev);   //将挂起的驱动恢复运行
};

调用函数：

1、driver_register()函数：/linux/drivers/base/driver.c 
int driver_register(struct device_driver * drv)
 {if ((drv->bus->probe && drv->probe) ||(drv->bus->remove && drv->remove) ||(drv->bus->shutdown && drv->shutdown)) 
  {printk(KERN_WARNING "Driver '%s' needs updating - please use bus_type methods/n", drv->name);}
klist_init(&drv->klist_devices, NULL, NULL);
return bus_add_driver(drv);} 
函数首先是检查device_driver类型的drv对象和其bus域的回调函数是否已经被赋值，如果为空，则打印警告。核心的注册是调用bus_add_driver()函数实现。在bus_add_driver()函数中，首先是检查drv->bus，如果为空可立即返回EINVAL(无效的变量)，注册失败，可见bus域必须提前初始化好才行。接下来是对kobj域进行初始化，检查bus域等。最后调用add_bind_files()函数(实际上是由add_bind_files()函数调用driver_create_file()函数)在sys文件系统下为其创建一个新的目录。

 

2、driver_unregister()函数：/linux/drivers/base/driver.c/linux/drivers/base/driver.c
void driver_unregister(struct device_driver * drv)
{
        bus_remove_driver(drv);
}
调用bus_remove_driver在/linux/drivers/base/bus.c：
void bus_remove_driver(struct device_driver * drv)
{
        if (!drv->bus)
                return;

        remove_bind_files(drv);
        driver_remove_attrs(drv->bus, drv);
        klist_remove(&drv->knode_bus);
        pr_debug("bus %s: remove driver %s/n", drv->bus->name, drv->name);
        driver_detach(drv);
        module_remove_driver(drv);
        kobject_unregister(&drv->kobj);
        put_bus(drv->bus);
}

 

在bus_remove_driver()函数中首先是检查要卸载的device_driver类型的对象drv的bus域，如果为空则返回。此种情况会发生在调用driver_register()函数注册drv时没有检查返回值，注册失败，但程序依然向下运行，到driver_unregister()时就会到688行处返回。接下来会删除在调用driver_register()函数注册时在sys文件系统中创建的目录，然后删除drv对象的属性，(属性是记录在文件中的，删除属性其实是删除记录drv->bus属性的文件)，删除驱动模块，减少对drv->bus的引用计数等。

 

3、get_driver()和put_driver()函数：分别是增加和减少对该device_drvier类型的对象的引用计数。

 

4、int driver_create_file(struct device_driver * drv, struct driver_attribute * attr); 

    void driver_remove_file(struct device_driver * drv, struct driver_attribute * attr);

分别是在sys文件系统中为device_driver对象创建和删除目录