Udev设备文件系统：linux2.6内核中，devfs被认为是过时的。

1.udev完全工作在用户态工作，利用设备加入或移除锁发送的热插拔时间（hotplug event）工作。在热插拔时，设备的详细信息会由内核输出到位于/sys的sysfs文件系统，由于udev根据硬件动态更新设备文件，进行设备文件的创建和删除，所以在/dev目录下就会只包含真正存在的设备。Devfs和udev明显区别;采用devfs当一个并不存在的/dev节点被打开适合会自动加载驱动，而udev认为在设备被发现时候才加载驱动模块。

Sysfs文件系统与linux设备模型

Sysfs文件系统：把连接到系统上的设备和总线组织成为一个分级文件，可以由用户空间存取，向用户空间导出内核数据及其他们的属性，sysfs的一个目的就是展示涉笔驱动模型中各组件的层次关系。

设备模型中的关键数据结构：

struct kobject {  
       char                   * k_name;//  
       char                   name[KOBJ_NAME_LEN];//xx对象称  
       struct kref             kref;//对象引用计数  
       struct list_head       entry;// 用于挂接给kobject对象到kset链表  
       struct kobject         * parent;//指向父对象的指针  
       struct kset             * kset;//所属kset的指针  
       struct kobj_type     * ktype;指向对象类型描述符的指针  
       struct dentry          * dentry;//sysfs文件系统中与该对象对应文件节点入口  
};  
 

是构成设备管理能力的核心结构，一个kobject对应于一个sysfs文件系统的一个目录。

Kref成员实现对象应用计数器管理，提供kobject_get(),kobject_put()分别用于增加和减少应用计数器,当引用计数器为0时，该对象使用资源被释放。

Ktype指向kobj_type结构指针，标识该对象类型。

struct kobj_type {  
       void (*release)(struct kobject *);  
       struct sysfs_ops* sysfs_ops;  
       struct attribute** default_attrs;  
}; 

包括了释放kobject占用资源的release（）函数，指向sysfs操作的sysfs_ops指针和sysfs文件系统默认属性列表。

struct sysfs_ops {  
       ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *,char *);  
       ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *, size_t);  
}; 

分别用于属性的读和写

一系列的kobject操作函数：

Kobject_init用于初始kobject，设置kobject引用计数器为以，entry指向自身，其所属kset引用计数器加1.

Kobject_add(struct kobject *kobj);//该函数将kobject对象加入linux设备层次，挂接到kobject对象到所属的kset的list链表中，增加kobject引用计数器，在parent指向的目录下创建文件节点，并启动该类型内核对象的hotplug函数。对应有kobject_del()从linux设备层次（hierarchy）中删除kobject对象。

Kobject_register()先调用kobject_init初始化，然后调用kobject_add(),对应相反的是kobject_unregister

2.kset：kobject通过kset组织成为层次化的结构，kset是具有相同类型的kobject的集合。

struct kset {  
  struct subsystem     * subsys;//所在的子系统指针  
  struct kobj_ type     * ktype;//kset对象描述符指针  
struct list_head       list;//用于连接所有object对象的链表头  
 
       struct kobject         kobj;//所以属于该kset的object对象的parent都指向该结构  
 
       struct kset_hotplug_ops * hotplug_ops;//事件操作集  
 
};  

//与kobject相似，linux提供了一系列的函数操作kset，kset_init完成指定的kset初始化，kset_get()和kset_put()分别增加和减少kset对象引用计数器，kset_add()和kset_del()函数把指定的kset对象加入设备层次和从其中删除，kset_register()函数完成kset的注册和kset_unregister函数则完成kset的注销。Kobject被创建或删除时能产生event，kobject所属的kset可以过滤event或者为用户空间添加消息。Kset的uevent_ops成员执行该kset事件集合kset_uevent_ops指针。

3.

struct subsystem {

       struct kset             kset;

       struct rw_semaphore     rwsem;

};//一系列kset的集合，描述一类子系统，如字符设备，块设备等等。每个kset必须属于某个subsystem，设置kset结构中的subsys域指向指定的subsystem可以将kset加入到该subsystem，所有挂接到同一个subsystem的kset共享同一个rwsem信号量，用于同步访问kset中的链表。内核提供类似kset和kobject的函数操作subsystem操作。

1.       linux设备模型组件：任一设备都在设备模型中有一个device相对应。

struct device { struct list_head g_list;

        struct list_head node;

        struct list_head bus_list;

        struct list_head driver_list;

        struct list_head intf_list;

        struct list_head children;

        struct device   * parent;

        char    name[DEVICE_NAME_SIZE];

        char    bus_id[BUS_ID_SIZE];

        spinlock_t      lock;

        atomic_t        refcount;

        struct bus_type * bus;

        struct driver_dir_entry dir;

       u32         class_num;

        struct device_driver *driver;

        void            *driver_data;

        void            *platform_data;

        u32             current_state;

        unsigned char *saved_state;

        void    (*release)(struct device * dev); };

Fields ~~~~~~ g_list:     Node in the global device list.

node:       Node in device's parent's children list.

bus_list: Node in device's bus's devices list.

driver_list:   Node in device's driver's devices list.

intf_list:     List of intf_data. There is one structure allocated for each interface that the device supports.

children:      List of child devices.

parent:        *** FIXME ***

name:             ASCII description of device. Example: " 3Com Corporation 3c905 100BaseTX [Boomerang]"

bus_id:           ASCII representation of device's bus position. This field should be a name unique across all devices on the

              bus type the device belongs to.

              Example: PCI bus_ids are in the form of

              <bus number>:<slot number>.<function number>

              This name is unique across all PCI devices in the system.

lock:              Spinlock for the device.

refcount:      Reference count on the device.

bus:        Pointer to struct bus_type that device belongs to.

dir:          Device's sysfs directory.

class_num:     Class-enumerated value of the device.

driver:            Pointer to struct device_driver that controls the device.

driver_data:   Driver-specific data.

platform_data: Platform data specific to the device.

current_state: Current power state of the device.

saved_state:   Pointer to saved state of the device. This is usable by the device driver controlling the device.

release:       Callback to free the device after all references have gone away. This should be set by the allocator of the

              device (i.e. the bus driver that discovered the device).

Device结构体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。内核提供函数device_resgister()函数将一个新的device对象插入设备模型，并自动在/sys/device下创建一个对应的目录。通常device结构体不单独使用，而包含于更大的机构体中，比如struct pci_dev.驱动程序由device_driver对象描述，对应的机构如下：

struct device_driver {

       const char             *name;

       struct bus_type             *bus;

       struct module         *owner;

       const char            *mod_name;   /* used for built-in modules */

       int (*probe) (struct device *dev);

       int (*remove) (struct device *dev);

       void (*shutdown) (struct device *dev);

       int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);

       int (*resume) (struct device *dev);

       struct attribute_group **groups;

       struct dev_pm_ops *pm;

       struct driver_private *p;

};//通过内嵌的kobject对象实现引用计数器管理和层次结构组织。Driver_register（）用于相设备模型插入新的driver对象，同时在sysfs文件系统中创建相应目录。

系统中的总线由struct bus_type描述

Definition

struct bus_type {

char               * name;

       struct subsystem    subsys;//与该总线相关的subsystem

       struct kset             drivers;//所有与该总线相关的驱动程序集合

       struct kset             devices;//所有挂载在该总线上的设备

       struct bus_attribute * bus_attrs;//总线属性

       struct device_attribute    * dev_attrs;//设备属性

       struct driver_attribute    * drv_attrs;//驱动程序属性

       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, pm_message_t state);

       int           (*resume)(struct device * dev); };

每个bus_type对象都内嵌一个subsystem对象，bus_subsys对象管理系统中所有总线类型的subsystem对象，每个bus_type对象都对应/sys/bus目录下的一个子目录，该目录下都存在两个子目录：devices和drivers（分别对应bus_type机构中的devices和drivers域）

系统中的设备类由struct class描述，表示一类设备，所有的class对象都属于class_subsys子系统，对应于sysfs文件系统中的/sys/class目录。

/*

 * device classes

 */

struct class {

       const char             *name;

       struct module         *owner;

       struct class_attribute             *class_attrs;

       struct device_attribute           *dev_attrs;

       struct kobject                *dev_kobj;

       int (*dev_uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);

       void (*class_release)(struct class *class);

       void (*dev_release)(struct device *dev);

       int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);

       int (*resume)(struct device *dev);

       struct dev_pm_ops *pm;

       struct class_private *p;

};

struct device_class {

char               * name;

       rwlock_t        lock;

       u32                devnum;

       struct list_head       node;

       struct list_head       drivers;

       struct list_head       intf_list;

       struct driver_dir_entry   dir;

       struct driver_dir_entry   device_dir;

       struct driver_dir_entry   driver_dir;

       devclass_add         add_device;

       devclass_remove           remove_device; };

每个class对象包括一个class——device链表，每个class_device对象表示一个逻辑设备，并通过struct class_device中的dev成员并联一个物理设备。这样，一个逻辑设备总对应一个物理设备，但是一个物理设备却却可能对应多个逻辑设备。

属性

在bus，device，driver，class层次上都分别定义了其属性结构体，包括bus_attribute ,driver_attribute, class_device_attribute.这几个结构本质完全相同

udev组成：设计目标：

1.       用户空间中执行

2.       动态建立/删除设备文件

3.       允许每个人都不关心主/次设备号

4.       提供LSB标准名称

5.       如果需要，提供固定的名称

Udev由下面3部分分割计划发展，namedev，libsysfs，udev,namedev为设备命名子系统，libsysfs提供访问sysfs文件系统从中获取消息的标准接口，udev提供/dev设备节点文件的动态创建和删除策略。

原理：内核检测到系统新设备后，内核在sysfs文件系统中为新设备生产记录并导出设备信息及其所发生的事件。Udev获取内核导出信息，调用namedev决定设备指定名称，udev调用libsysfs决定应该为该设备的是被文件指定主/次设备号，并用分析获取设备名称和主/次设备号创建/dev设备文件。

Namedev规则：

1.       标签/序号：检查设备是否有唯一的识别标号。

2.       设备设备号：进一步检查总线设备编号，如果找到规则，那么规则中的名字被使用

3.       总线上的拓扑：当设备在总线位置匹配用户指定规则，则使用该该规则指定名称。

4.       替代名称：内核提供的名称匹配指定的替代字符串时，就会使用替代字符串指定的名称。

5.       内核提供的名称：以上步骤规则没有提供，缺省的内核规则将被指定给该设备。