嵌入式 linux下kernel代码中设备驱动模型之device

linux的设备驱动模型，是建立在sysfs和kobject之上的，由总线、设备、驱动、类所组成的关系结构。从本节开始，我们将对linux这一设备驱动模型进行深入分析。

     头文件是include/linux/device.h，实现在drivers/base目录中。本节要分析的，是其中的设备，主要在core.c中。

1. struct device {  
2.     struct device       *parent;  
3.   
4.     struct device_private   *p;  
5.   
6.     struct kobject kobj;  
7.     const char      *init_name; /* initial name of the device */  
8.     struct device_type  *type;  
9.   
10.     struct semaphore    sem;    /* semaphore to synchronize calls to 
11.                      * its driver. 
12.                      */  
13.   
14.     struct bus_type *bus;       /* type of bus device is on */  
15.     struct device_driver *driver;   /* which driver has allocated this 
16.                        device */  
17.     void        *platform_data; /* Platform specific data, device 
18.                        core doesn't touch it */  
19.     struct dev_pm_info  power;  
20.   
21. #ifdef CONFIG_NUMA   
22.     int     numa_node;  /* NUMA node this device is close to */  
23. #endif   
24.     u64     *dma_mask;  /* dma mask (if dma'able device) */  
25.     u64     coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for 
26.                          alloc_coherent mappings as 
27.                          not all hardware supports 
28.                          64 bit addresses for consistent 
29.                          allocations such descriptors. */  
30.   
31.     struct device_dma_parameters *dma_parms;  
32.   
33.     struct list_head    dma_pools;  /* dma pools (if dma'ble) */  
34.   
35.     struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* internal for coherent mem 
36.                          override */  
37.     /* arch specific additions */  
38.     struct dev_archdata archdata;  
39.   
40.     dev_t           devt;   /* dev_t, creates the sysfs "dev" */  
41.   
42.     spinlock_t      devres_lock;  
43.     struct list_head    devres_head;  
44.   
45.     struct klist_node   knode_class;  
46.     struct class        *class;  
47.     const struct attribute_group **groups;  /* optional groups */  
48.   
49.     void    (*release)(struct device *dev);  
50. };  

先来分析下struct device的结构变量。首先是指向父节点的指针parent，kobj是内嵌在device中的kobject，用于把它联系到sysfs中。bus是对设备所在总线的指针，driver是对设备所用驱动的指针。还有DMA需要的数据，表示设备号的devt，表示设备资源的devres_head和保护��的devres_lock。指向类的指针class，knode_class是被连入class链表时所用的klist节点。group是设备的属性集合。release应该是设备释放时调用的函数。

1. struct device_private {  
2.     struct klist klist_children;  
3.     struct klist_node knode_parent;  
4.     struct klist_node knode_driver;  
5.     struct klist_node knode_bus;  
6.     void *driver_data;  
7.     struct device *device;  
8. };  
9. #define to_device_private_parent(obj)   \   
10.     container_of(obj, struct device_private, knode_parent)  
11. #define to_device_private_driver(obj)   \   
12.     container_of(obj, struct device_private, knode_driver)  
13. #define to_device_private_bus(obj)  \   
14.     container_of(obj, struct device_private, knode_bus)  

struct device中有一部分不愿意让外界看到，所以做出struct device_private结构，包括了设备驱动模型内部的链接。klist_children是子设备的链表，knode_parent是连入父设备的klist_children时所用的节点，knode_driver是连入驱动的设备链表所用的节点，knode_bus是连入总线的设备链表时所用的节点。driver_data用于在设备结构中存放相关的驱动信息，也许是驱动专门为设备建立的结构实例。device则是指向struct device_private所属的device。

下面还有一些宏，to_device_private_parent()是从父设备的klist_children上节点，获得相应的device_private。to_device_private_driver()是从驱动的设备链表上节点，获得对应的device_private。to_device_private_bus()是从总线的设备链表上节点，获得对应的device_private。

或许会奇怪，为什么knode_class没有被移入struct device_private，或许有外部模块需要用到它。

1. /* 
2.  * The type of device, "struct device" is embedded in. A class 
3.  * or bus can contain devices of different types 
4.  * like "partitions" and "disks", "mouse" and "event". 
5.  * This identifies the device type and carries type-specific 
6.  * information, equivalent to the kobj_type of a kobject. 
7.  * If "name" is specified, the uevent will contain it in 
8.  * the DEVTYPE variable. 
9.  */  
10. struct device_type {  
11.     const char *name;  
12.     const struct attribute_group **groups;  
13.     int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);  
14.     char *(*devnode)(struct device *dev, mode_t *mode);  
15.     void (*release)(struct device *dev);  
16.   
17.     const struct dev_pm_ops *pm;  
18. };  

device竟然有device_type，类似于与kobject相对的kobj_type，之后我们再看它怎么用。

1. /* interface for exporting device attributes */  
2. struct device_attribute {  
3.     struct attribute    attr;  
4.     ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
5.             char *buf);  
6.     ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
7.              const char *buf, size_t count);  
8. };  
9.   
10. #define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \   
11. struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)  

这个device_attribute显然就是device对struct attribute的封装，新加的show()、store()函数都是以与设备相关的结构调用的。

至于device中其它的archdata、dma、devres，都是作为设备特有的，我们现在主要关心设备驱动模型的建立，这些会尽量忽略。 

下面就来看看device的实现，这主要在core.c中。

1. int __init devices_init(void)  
2. {  
3.     devices_kset = kset_create_and_add("devices", &device_uevent_ops, NULL);  
4.     if (!devices_kset)  
5.         return -ENOMEM;  
6.     dev_kobj = kobject_create_and_add("dev", NULL);  
7.     if (!dev_kobj)  
8.         goto dev_kobj_err;  
9.     sysfs_dev_block_kobj = kobject_create_and_add("block", dev_kobj);  
10.     if (!sysfs_dev_block_kobj)  
11.         goto block_kobj_err;  
12.     sysfs_dev_char_kobj = kobject_create_and_add("char", dev_kobj);  
13.     if (!sysfs_dev_char_kobj)  
14.         goto char_kobj_err;  
15.   
16.     return 0;  
17.   
18.  char_kobj_err:  
19.     kobject_put(sysfs_dev_block_kobj);  
20.  block_kobj_err:  
21.     kobject_put(dev_kobj);  
22.  dev_kobj_err:  
23.     kset_unregister(devices_kset);  
24.     return -ENOMEM;  
25. }  

这是在设备驱动模型初始化时调用的device部分初始的函数devices_init()。它干的事情我们都很熟悉，就是建立sysfs中的devices目录，和dev目录。还在dev目录下又建立了block和char两个子目录。因为dev目录只打算存放辅助的设备号，所以没必要使用kset。

1. static ssize_t dev_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,  
2.                  char *buf)  
3. {  
4.     struct device_attribute *dev_attr = to_dev_attr(attr);  
5.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
6.     ssize_t ret = -EIO;  
7.   
8.     if (dev_attr->show)  
9.         ret = dev_attr->show(dev, dev_attr, buf);  
10.     if (ret >= (ssize_t)PAGE_SIZE) {  
11.         print_symbol("dev_attr_show: %s returned bad count\n",  
12.                 (unsigned long)dev_attr->show);  
13.     }  
14.     return ret;  
15. }  
16.   
17. static ssize_t dev_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,  
18.                   const char *buf, size_t count)  
19. {  
20.     struct device_attribute *dev_attr = to_dev_attr(attr);  
21.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
22.     ssize_t ret = -EIO;  
23.   
24.     if (dev_attr->store)  
25.         ret = dev_attr->store(dev, dev_attr, buf, count);  
26.     return ret;  
27. }  
28.   
29. static struct sysfs_ops dev_sysfs_ops = {  
30.     .show   = dev_attr_show,  
31.     .store  = dev_attr_store,  
32. };  

看到这里是不是很熟悉，dev_sysfs_ops就是device准备注册到sysfs中的操作函数。dev_attr_show()和dev_attr_store()都会再调用与属性相关的函数。

1. static void device_release(struct kobject *kobj)  
2. {  
3.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
4.     struct device_private *p = dev->p;  
5.   
6.     if (dev->release)  
7.         dev->release(dev);  
8.     else if (dev->type && dev->type->release)  
9.         dev->type->release(dev);  
10.     else if (dev->class && dev->class->dev_release)  
11.         dev->class->dev_release(dev);  
12.     else  
13.         WARN(1, KERN_ERR "Device '%s' does not have a release() "  
14.             "function, it is broken and must be fixed.\n",  
15.             dev_name(dev));  
16.     kfree(p);  
17. }  
18.   
19. static struct kobj_type device_ktype = {  
20.     .release    = device_release,  
21.     .sysfs_ops  = &dev_sysfs_ops,  
22. };  

使用的release函数是device_release。在释放device时，会依次调用device结构中定义的release函数，device_type中定义的release函数，device所属的class中所定义的release函数，最后会吧device_private结构释放掉。

1. static int dev_uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)  
2. {  
3.     struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);  
4.   
5.     if (ktype == &device_ktype) {  
6.         struct device *dev = to_dev(kobj);  
7.         if (dev->bus)  
8.             return 1;  
9.         if (dev->class)  
10.             return 1;  
11.     }  
12.     return 0;  
13. }  
14.   
15. static const char *dev_uevent_name(struct kset *kset, struct kobject *kobj)  
16. {  
17.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
18.   
19.     if (dev->bus)  
20.         return dev->bus->name;  
21.     if (dev->class)  
22.         return dev->class->name;  
23.     return NULL;  
24. }  
25.   
26. static int dev_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,  
27.               struct kobj_uevent_env *env)  
28. {  
29.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
30.     int retval = 0;  
31.   
32.     /* add device node properties if present */  
33.     if (MAJOR(dev->devt)) {  
34.         const char *tmp;  
35.         const char *name;  
36.         mode_t mode = 0;  
37.   
38.         add_uevent_var(env, "MAJOR=%u", MAJOR(dev->devt));  
39.         add_uevent_var(env, "MINOR=%u", MINOR(dev->devt));  
40.         name = device_get_devnode(dev, &mode, &tmp);  
41.         if (name) {  
42.             add_uevent_var(env, "DEVNAME=%s", name);  
43.             kfree(tmp);  
44.             if (mode)  
45.                 add_uevent_var(env, "DEVMODE=%#o", mode & 0777);  
46.         }  
47.     }  
48.   
49.     if (dev->type && dev->type->name)  
50.         add_uevent_var(env, "DEVTYPE=%s", dev->type->name);  
51.   
52.     if (dev->driver)  
53.         add_uevent_var(env, "DRIVER=%s", dev->driver->name);  
54.   
55. #ifdef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED   
56.     if (dev->class) {  
57.         struct device *parent = dev->parent;  
58.   
59.         /* find first bus device in parent chain */  
60.         while (parent && !parent->bus)  
61.             parent = parent->parent;  
62.         if (parent && parent->bus) {  
63.             const char *path;  
64.   
65.             path = kobject_get_path(&parent->kobj, GFP_KERNEL);  
66.             if (path) {  
67.                 add_uevent_var(env, "PHYSDEVPATH=%s", path);  
68.                 kfree(path);  
69.             }  
70.   
71.             add_uevent_var(env, "PHYSDEVBUS=%s", parent->bus->name);  
72.   
73.             if (parent->driver)  
74.                 add_uevent_var(env, "PHYSDEVDRIVER=%s",  
75.                            parent->driver->name);  
76.         }  
77.     } else if (dev->bus) {  
78.         add_uevent_var(env, "PHYSDEVBUS=%s", dev->bus->name);  
79.   
80.         if (dev->driver)  
81.             add_uevent_var(env, "PHYSDEVDRIVER=%s",  
82.                        dev->driver->name);  
83.     }  
84. #endif   
85.   
86.     /* have the bus specific function add its stuff */  
87.     if (dev->bus && dev->bus->uevent) {  
88.         retval = dev->bus->uevent(dev, env);  
89.         if (retval)  
90.             pr_debug("device: '%s': %s: bus uevent() returned %d\n",  
91.                  dev_name(dev), __func__, retval);  
92.     }  
93.   
94.     /* have the class specific function add its stuff */  
95.     if (dev->class && dev->class->dev_uevent) {  
96.         retval = dev->class->dev_uevent(dev, env);  
97.         if (retval)  
98.             pr_debug("device: '%s': %s: class uevent() "  
99.                  "returned %d\n", dev_name(dev),  
100.                  __func__, retval);  
101.     }  
102.   
103.     /* have the device type specific fuction add its stuff */  
104.     if (dev->type && dev->type->uevent) {  
105.         retval = dev->type->uevent(dev, env);  
106.         if (retval)  
107.             pr_debug("device: '%s': %s: dev_type uevent() "  
108.                  "returned %d\n", dev_name(dev),  
109.                  __func__, retval);  
110.     }  
111.   
112.     return retval;  
113. }  
114.   
115. static struct kset_uevent_ops device_uevent_ops = {  
116.     .filter =   dev_uevent_filter,  
117.     .name =     dev_uevent_name,  
118.     .uevent =   dev_uevent,  
119. };  

前面在讲到kset时，我们并未关注其中的kset_event_ops结构变量。但这里device既然用到了，我们就对其中的三个函数做简单介绍。kset_uevent_ops中的函数是用于管理kset内部kobject的uevent操作。其中filter函数用于阻止一个kobject向用户空间发送uevent，返回值为0表示阻止。这里dev_uevent_filter()检查device所属的bus或者class是否存在，如果都不存在，也就没有发送uevent的必要了。name函数是用于覆盖kset发送给用户空间的名称。这里dev_uevent_name()选择使用bus或者class的名称。uevent()函数是在uevent将被发送到用户空间之前调用的，用于向uevent中增加新的环境变量。dev_uevent()的实现很热闹，向uevent中添加了各种环境变量。

1. static ssize_t show_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
2.                char *buf)  
3. {  
4.     struct kobject *top_kobj;  
5.     struct kset *kset;  
6.     struct kobj_uevent_env *env = NULL;  
7.     int i;  
8.     size_t count = 0;  
9.     int retval;  
10.   
11.     /* search the kset, the device belongs to */  
12.     top_kobj = &dev->kobj;  
13.     while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent)  
14.         top_kobj = top_kobj->parent;  
15.     if (!top_kobj->kset)  
16.         goto out;  
17.   
18.     kset = top_kobj->kset;  
19.     if (!kset->uevent_ops || !kset->uevent_ops->uevent)  
20.         goto out;  
21.   
22.     /* respect filter */  
23.     if (kset->uevent_ops && kset->uevent_ops->filter)  
24.         if (!kset->uevent_ops->filter(kset, &dev->kobj))  
25.             goto out;  
26.   
27.     env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL);  
28.     if (!env)  
29.         return -ENOMEM;  
30.   
31.     /* let the kset specific function add its keys */  
32.     retval = kset->uevent_ops->uevent(kset, &dev->kobj, env);  
33.     if (retval)  
34.         goto out;  
35.   
36.     /* copy keys to file */  
37.     for (i = 0; i < env->envp_idx; i++)  
38.         count += sprintf(&buf[count], "%s\n", env->envp[i]);  
39. out:  
40.     kfree(env);  
41.     return count;  
42. }  
43.   
44. static ssize_t store_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
45.                 const char *buf, size_t count)  
46. {  
47.     enum kobject_action action;  
48.   
49.     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0) {  
50.         kobject_uevent(&dev->kobj, action);  
51.         goto out;  
52.     }  
53.   
54.     dev_err(dev, "uevent: unsupported action-string; this will "  
55.              "be ignored in a future kernel version\n");  
56.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);  
57. out:  
58.     return count;  
59. }  
60.   
61. static struct device_attribute uevent_attr =  
62.     __ATTR(uevent, S_IRUGO | S_IWUSR, show_uevent, store_uevent);  

device不仅在kset中添加了对uevent的管理，而且还把uevent信息做成设备的一个属性uevent。其中show_event()是显示uevent中环境变量的，store_uevent()是发送uevent的。

1. static int device_add_attributes(struct device *dev,  
2.                  struct device_attribute *attrs)  
3. {  
4.     int error = 0;  
5.     int i;  
6.   
7.     if (attrs) {  
8.         for (i = 0; attr_name(attrs[i]); i++) {  
9.             error = device_create_file(dev, &attrs[i]);  
10.             if (error)  
11.                 break;  
12.         }  
13.         if (error)  
14.             while (--i >= 0)  
15.                 device_remove_file(dev, &attrs[i]);  
16.     }  
17.     return error;  
18. }  
19.   
20. static void device_remove_attributes(struct device *dev,  
21.                      struct device_attribute *attrs)  
22. {  
23.     int i;  
24.   
25.     if (attrs)  
26.         for (i = 0; attr_name(attrs[i]); i++)  
27.             device_remove_file(dev, &attrs[i]);  
28. }  
29.   
30. static int device_add_groups(struct device *dev,  
31.                  const struct attribute_group **groups)  
32. {  
33.     int error = 0;  
34.     int i;  
35.   
36.     if (groups) {  
37.         for (i = 0; groups[i]; i++) {  
38.             error = sysfs_create_group(&dev->kobj, groups[i]);  
39.             if (error) {  
40.                 while (--i >= 0)  
41.                     sysfs_remove_group(&dev->kobj,  
42.                                groups[i]);  
43.                 break;  
44.             }  
45.         }  
46.     }  
47.     return error;  
48. }  
49.   
50. static void device_remove_groups(struct device *dev,  
51.                  const struct attribute_group **groups)  
52. {  
53.     int i;  
54.   
55.     if (groups)  
56.         for (i = 0; groups[i]; i++)  
57.             sysfs_remove_group(&dev->kobj, groups[i]);  
58. }  

以上四个内部函数是用来向device中添加或删除属性与属性集合的。

device_add_attributes、device_remove_attributes、device_add_groups、device_remove_groups，都是直接通过sysfs提供的API实现。

1. static int device_add_attrs(struct device *dev)  
2. {  
3.     struct class *class = dev->class;  
4.     struct device_type *type = dev->type;  
5.     int error;  
6.   
7.     if (class) {  
8.         error = device_add_attributes(dev, class->dev_attrs);  
9.         if (error)  
10.             return error;  
11.     }  
12.   
13.     if (type) {  
14.         error = device_add_groups(dev, type->groups);  
15.         if (error)  
16.             goto err_remove_class_attrs;  
17.     }  
18.   
19.     error = device_add_groups(dev, dev->groups);  
20.     if (error)  
21.         goto err_remove_type_groups;  
22.   
23.     return 0;  
24.   
25.  err_remove_type_groups:  
26.     if (type)  
27.         device_remove_groups(dev, type->groups);  
28.  err_remove_class_attrs:  
29.     if (class)  
30.         device_remove_attributes(dev, class->dev_attrs);  
31.   
32.     return error;  
33. }  
34.   
35. static void device_remove_attrs(struct device *dev)  
36. {  
37.     struct class *class = dev->class;  
38.     struct device_type *type = dev->type;  
39.   
40.     device_remove_groups(dev, dev->groups);  
41.   
42.     if (type)  
43.         device_remove_groups(dev, type->groups);  
44.   
45.     if (class)  
46.         device_remove_attributes(dev, class->dev_attrs);  
47. }  

device_add_attrs()实际负责device中的属性添加。也是几个部分的集合，包括class中的dev_attrs，device_type中的groups，还有device本身的groups。

device_remove_attrs()则负责对应的device属性删除工作。

1. #define print_dev_t(buffer, dev)                    \   
2.     sprintf((buffer), "%u:%u\n", MAJOR(dev), MINOR(dev))  
3.   
4. static ssize_t show_dev(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
5.             char *buf)  
6. {  
7.     return print_dev_t(buf, dev->devt);  
8. }  
9.   
10. static struct device_attribute devt_attr =  
11.     __ATTR(dev, S_IRUGO, show_dev, NULL);  

这里又定义了一个名为dev的属性，就是显示设备的设备号。

1. /** 
2.  * device_create_file - create sysfs attribute file for device. 
3.  * @dev: device. 
4.  * @attr: device attribute descriptor. 
5.  */  
6. int device_create_file(struct device *dev, struct device_attribute *attr)  
7. {  
8.     int error = 0;  
9.     if (dev)  
10.         error = sysfs_create_file(&dev->kobj, &attr->attr);  
11.     return error;  
12. }  
13.   
14. /** 
15.  * device_remove_file - remove sysfs attribute file. 
16.  * @dev: device. 
17.  * @attr: device attribute descriptor. 
18.  */  
19. void device_remove_file(struct device *dev, struct device_attribute *attr)  
20. {  
21.     if (dev)  
22.         sysfs_remove_file(&dev->kobj, &attr->attr);  
23. }  
24.   
25. /** 
26.  * device_create_bin_file - create sysfs binary attribute file for device. 
27.  * @dev: device. 
28.  * @attr: device binary attribute descriptor. 
29.  */  
30. int device_create_bin_file(struct device *dev, struct bin_attribute *attr)  
31. {  
32.     int error = -EINVAL;  
33.     if (dev)  
34.         error = sysfs_create_bin_file(&dev->kobj, attr);  
35.     return error;  
36. }  
37.   
38. /** 
39.  * device_remove_bin_file - remove sysfs binary attribute file 
40.  * @dev: device. 
41.  * @attr: device binary attribute descriptor. 
42.  */  
43. void device_remove_bin_file(struct device *dev, struct bin_attribute *attr)  
44. {  
45.     if (dev)  
46.         sysfs_remove_bin_file(&dev->kobj, attr);  
47. }  
48.   
49. int device_schedule_callback_owner(struct device *dev,  
50.         void (*func)(struct device *), struct module *owner)  
51. {  
52.     return sysfs_schedule_callback(&dev->kobj,  
53.             (void (*)(void *)) func, dev, owner);  
54. }  

这里的五个函数，也是对sysfs提供的API的简单封装。

device_create_file()和device_remove_file()提供直接的属性文件管理方法。

 device_create_bin_file()和device_remove_bin_file()则是提供设备管理二进制文件的方法。

device_schedule_callback_owner()也是简单地将func加入工作队列。

1. static void klist_children_get(struct klist_node *n)  
2. {  
3.     struct device_private *p = to_device_private_parent(n);  
4.     struct device *dev = p->device;  
5.   
6.     get_device(dev);  
7. }  
8.   
9. static void klist_children_put(struct klist_node *n)  
10. {  
11.     struct device_private *p = to_device_private_parent(n);  
12.     struct device *dev = p->device;  
13.   
14.     put_device(dev);  
15. }  

如果之前认真看过klist的实现，应该知道，klist_children_get()和klist_children_put()就是在设备挂入和删除父设备的klist_children链表时调用的函数。在父设备klist_children链表上的指针，相当于对device的一个引用计数。

1. struct device *get_device(struct device *dev)  
2. {  
3.     return dev ? to_dev(kobject_get(&dev->kobj)) : NULL;  
4. }  
5.   
6. /** 
7.  * put_device - decrement reference count. 
8.  * @dev: device in question. 
9.  */  
10. void put_device(struct device *dev)  
11. {  
12.     /* might_sleep(); */  
13.     if (dev)  
14.         kobject_put(&dev->kobj);  
15. }  

device中的引用计数，完全交给内嵌的kobject来做。如果引用计数降为零，自然是调用之前说到的包含甚广的device_release函数。

1. void device_initialize(struct device *dev)  
2. {  
3.     dev->kobj.kset = devices_kset;  
4.     kobject_init(&dev->kobj, &device_ktype);  
5.     INIT_LIST_HEAD(&dev->dma_pools);  
6.     init_MUTEX(&dev->sem);  
7.     spin_lock_init(&dev->devres_lock);  
8.     INIT_LIST_HEAD(&dev->devres_head);  
9.     device_init_wakeup(dev, 0);  
10.     device_pm_init(dev);  
11.     set_dev_node(dev, -1);  
12. }  

device_initialize()就是device结构的初始化函数，它把device中能初始化的部分全初始化。它的界限在其中kobj的位置与device在设备驱动模型中的位置，这些必须由外部设置。可以看到，调用kobject_init()时，object的kobj_type选择了device_ktype，其中主要是sysops的两个函数，还有device_release函数。

1. static struct kobject *virtual_device_parent(struct device *dev)  
2. {  
3.     static struct kobject *virtual_dir = NULL;  
4.   
5.     if (!virtual_dir)  
6.         virtual_dir = kobject_create_and_add("virtual",  
7.                              &devices_kset->kobj);  
8.   
9.     return virtual_dir;  
10. }  
11.   
12. static struct kobject *get_device_parent(struct device *dev,  
13.                      struct device *parent)  
14. {  
15.     int retval;  
16.   
17.     if (dev->class) {  
18.         struct kobject *kobj = NULL;  
19.         struct kobject *parent_kobj;  
20.         struct kobject *k;  
21.   
22.         /* 
23.          * If we have no parent, we live in "virtual". 
24.          * Class-devices with a non class-device as parent, live 
25.          * in a "glue" directory to prevent namespace collisions. 
26.          */  
27.         if (parent == NULL)  
28.             parent_kobj = virtual_device_parent(dev);  
29.         else if (parent->class)  
30.             return &parent->kobj;  
31.         else  
32.             parent_kobj = &parent->kobj;  
33.   
34.         /* find our class-directory at the parent and reference it */  
35.         spin_lock(&dev->class->p->class_dirs.list_lock);  
36.         list_for_each_entry(k, &dev->class->p->class_dirs.list, entry)  
37.             if (k->parent == parent_kobj) {  
38.                 kobj = kobject_get(k);  
39.                 break;  
40.             }  
41.         spin_unlock(&dev->class->p->class_dirs.list_lock);  
42.         if (kobj)  
43.             return kobj;  
44.   
45.         /* or create a new class-directory at the parent device */  
46.         k = kobject_create();  
47.         if (!k)  
48.             return NULL;  
49.         k->kset = &dev->class->p->class_dirs;  
50.         retval = kobject_add(k, parent_kobj, "%s", dev->class->name);  
51.         if (retval < 0) {  
52.             kobject_put(k);  
53.             return NULL;  
54.         }  
55.         /* do not emit an uevent for this simple "glue" directory */  
56.         return k;  
57.     }  
58.   
59.     if (parent)  
60.         return &parent->kobj;  
61.     return NULL;  
62. }  

这里的get_device_parent()就是获取父节点的kobject，但也并非就如此简单。get_device_parent()的返回值直接决定了device将被挂在哪个目录下。到底该挂在哪，是由dev->class、dev->parent、dev->parent->class等因素综合决定的。我们看get_device_parent()中是如何判断的。如果dev->class为空，表示一切随父设备，有parent则返回parent->kobj，没有则返回NULL。如果有dev->class呢，情况就比较复杂了，也许device有着与parent不同的class，也许device还没有一个parent，等等。我们看具体的情况。如果parent不为空，而且存在parent->class，则还放在parent目录下。不然，要么parent不存在，要么parent没有class，很难直接将有class的device放在parent下面。目前的解决方法很简单，在parent与device之间，再加一层表示class的目录。如果parent都没有，那就把/sys/devices/virtual当做parent。class->p->class_dirs就是专门存放这种中间kobject的kset。思路理清后，再结合实际的sysfs，代码就很容易看懂了。

1. static void cleanup_glue_dir(struct device *dev, struct kobject *glue_dir)  
2. {  
3.     /* see if we live in a "glue" directory */  
4.     if (!glue_dir || !dev->class ||  
5.         glue_dir->kset != &dev->class->p->class_dirs)  
6.         return;  
7.   
8.     kobject_put(glue_dir);  
9. }  
10.   
11. static void cleanup_device_parent(struct device *dev)  
12. {  
13.     cleanup_glue_dir(dev, dev->kobj.parent);  
14. }  

cleanup_device_parent()是取消对parent引用时调用的函数，看起来只针对这种glue形式的目录起作用。

1. static void setup_parent(struct device *dev, struct device *parent)  
2. {  
3.     struct kobject *kobj;  
4.     kobj = get_device_parent(dev, parent);  
5.     if (kobj)  
6.         dev->kobj.parent = kobj;  
7. }  

setup_parent()就是调用get_device_parent()获得应该存放的父目录kobj，并把dev->kobj.parent设为它。

1. static int device_add_class_symlinks(struct device *dev)  
2. {  
3.     int error;  
4.   
5.     if (!dev->class)  
6.         return 0;  
7.   
8.     error = sysfs_create_link(&dev->kobj,  
9.                   &dev->class->p->class_subsys.kobj,  
10.                   "subsystem");  
11.     if (error)  
12.         goto out;  
13.     /* link in the class directory pointing to the device */  
14.     error = sysfs_create_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
15.                   &dev->kobj, dev_name(dev));  
16.     if (error)  
17.         goto out_subsys;  
18.   
19.     if (dev->parent && device_is_not_partition(dev)) {  
20.         error = sysfs_create_link(&dev->kobj, &dev->parent->kobj,  
21.                       "device");  
22.         if (error)  
23.             goto out_busid;  
24.     }  
25.     return 0;  
26.   
27. out_busid:  
28.     sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj, dev_name(dev));  
29. out_subsys:  
30.     sysfs_remove_link(&dev->kobj, "subsystem");  
31. out:  
32.     return error;  
33. }  

device_add_class_symlinks()在device和class直接添加一些软链接。在device目录下创建指向class的subsystem文件，在class目录下创建指向device的同名文件。如果device有父设备，而且device不是块设备分区，则在device目录下建立一个指向父设备的device链接文件。这一点在usb设备和usb接口间很常见。

1. static void device_remove_class_symlinks(struct device *dev)  
2. {  
3.     if (!dev->class)  
4.         return;  
5.   
6. #ifdef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED   
7.     if (dev->parent && device_is_not_partition(dev)) {  
8.         char *class_name;  
9.   
10.         class_name = make_class_name(dev->class->name, &dev->kobj);  
11.         if (class_name) {  
12.             sysfs_remove_link(&dev->parent->kobj, class_name);  
13.             kfree(class_name);  
14.         }  
15.         sysfs_remove_link(&dev->kobj, "device");  
16.     }  
17.   
18.     if (dev->kobj.parent != &dev->class->p->class_subsys.kobj &&  
19.         device_is_not_partition(dev))  
20.         sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
21.                   dev_name(dev));  
22. #else   
23.     if (dev->parent && device_is_not_partition(dev))  
24.         sysfs_remove_link(&dev->kobj, "device");  
25.   
26.     sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj, dev_name(dev));  
27. #endif   
28.   
29.     sysfs_remove_link(&dev->kobj, "subsystem");  
30. }  

device_remove_class_symlinks()删除device和class之间的软链接。

1. static inline const char *dev_name(const struct device *dev)  
2. {  
3.     return kobject_name(&dev->kobj);  
4. }  
5.   
6. int dev_set_name(struct device *dev, const char *fmt, ...)  
7. {  
8.     va_list vargs;  
9.     int err;  
10.   
11.     va_start(vargs, fmt);  
12.     err = kobject_set_name_vargs(&dev->kobj, fmt, vargs);  
13.     va_end(vargs);  
14.     return err;  
15. }  

dev_name()获得设备名称，dev_set_name()设置设备名称。但这里的dev_set_name()只能在设备未注册前使用。device的名称其实是完全靠dev->kobj管理的。

1. static struct kobject *device_to_dev_kobj(struct device *dev)  
2. {  
3.     struct kobject *kobj;  
4.   
5.     if (dev->class)  
6.         kobj = dev->class->dev_kobj;  
7.     else  
8.         kobj = sysfs_dev_char_kobj;  
9.   
10.     return kobj;  
11. }  

device_to_dev_kobj()为dev选择合适的/sys/dev下的kobject，或者是块设备，或者是字符设备，或者没有。

1. #define format_dev_t(buffer, dev)                   \   
2.     ({                              \  
3.         sprintf(buffer, "%u:%u", MAJOR(dev), MINOR(dev));   \  
4.         buffer;                         \  
5.     })  
6.   
7. static int device_create_sys_dev_entry(struct device *dev)  
8. {  
9.     struct kobject *kobj = device_to_dev_kobj(dev);  
10.     int error = 0;  
11.     char devt_str[15];  
12.   
13.     if (kobj) {  
14.         format_dev_t(devt_str, dev->devt);  
15.         error = sysfs_create_link(kobj, &dev->kobj, devt_str);  
16.     }  
17.   
18.     return error;  
19. }  
20.   
21. static void device_remove_sys_dev_entry(struct device *dev)  
22. {  
23.     struct kobject *kobj = device_to_dev_kobj(dev);  
24.     char devt_str[15];  
25.   
26.     if (kobj) {  
27.         format_dev_t(devt_str, dev->devt);  
28.         sysfs_remove_link(kobj, devt_str);  
29.     }  
30. }  

device_create_sys_dev_entry()是在/sys/dev相应的目录下建立对设备的软链接。先是通过device_to_dev_kobj()获得父节点的kobj，然后调用sysfs_create_link()建立软链接。

device_remove_sys_dev_entry()与其操作正相反，删除在/sys/dev下建立的软链接。

1. int device_private_init(struct device *dev)  
2. {  
3.     dev->p = kzalloc(sizeof(*dev->p), GFP_KERNEL);  
4.     if (!dev->p)  
5.         return -ENOMEM;  
6.     dev->p->device = dev;  
7.     klist_init(&dev->p->klist_children, klist_children_get,  
8.            klist_children_put);  
9.     return 0;  
10. }  

device_private_init()分配并初始化dev->p。至于空间的释放，是等到释放设备时调用的device_release()中。

之前的函数比较散乱，或许找不出一个整体的印象。但下面马上就要看到重要的部分了，因为代码终于攒到了爆发的程度！

1. /** 
2.  * device_register - register a device with the system. 
3.  * @dev: pointer to the device structure 
4.  * 
5.  * This happens in two clean steps - initialize the device 
6.  * and add it to the system. The two steps can be called 
7.  * separately, but this is the easiest and most common. 
8.  * I.e. you should only call the two helpers separately if 
9.  * have a clearly defined need to use and refcount the device 
10.  * before it is added to the hierarchy. 
11.  * 
12.  * NOTE: _Never_ directly free @dev after calling this function, even 
13.  * if it returned an error! Always use put_device() to give up the 
14.  * reference initialized in this function instead. 
15.  */  
16. int device_register(struct device *dev)  
17. {  
18.     device_initialize(dev);  
19.     return device_add(dev);  
20. }  

device_register()是提供给外界注册设备的接口。它先是调用device_initialize()初始化dev结构，然后调用device_add()将其加入系统中。但要注意，在调用device_register()注册dev之前，有一些dev结构变量是需要自行设置的。这其中有指明设备位置的struct device *parent,struct bus_type *bus, struct class *class，有指明设备属性的 const char *init_name, struct device_type *type, const struct attribute_group **groups, void (*release)(struct device *dev), dev_t devt，等等。不同设备的使用方法不同，我们留待之后再具体分析。device_initialize()我们已经看过，下面重点看看device_add()是如何实现的。

1. int device_add(struct device *dev)  
2. {  
3.     struct device *parent = NULL;  
4.     struct class_interface *class_intf;  
5.     int error = -EINVAL;  
6.   
7.     dev = get_device(dev);  
8.     if (!dev)  
9.         goto done;  
10.   
11.     if (!dev->p) {  
12.         error = device_private_init(dev);  
13.         if (error)  
14.             goto done;  
15.     }  
16.   
17.     /* 
18.      * for statically allocated devices, which should all be converted 
19.      * some day, we need to initialize the name. We prevent reading back 
20.      * the name, and force the use of dev_name() 
21.      */  
22.     if (dev->init_name) {  
23.         dev_set_name(dev, "%s", dev->init_name);  
24.         dev->init_name = NULL;  
25.     }  
26.   
27.     if (!dev_name(dev))  
28.         goto name_error;  
29.   
30.     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);  
31.   
32.     parent = get_device(dev->parent);  
33.     setup_parent(dev, parent);  
34.   
35.     /* use parent numa_node */  
36.     if (parent)  
37.         set_dev_node(dev, dev_to_node(parent));  
38.   
39.     /* first, register with generic layer. */  
40.     /* we require the name to be set before, and pass NULL */  
41.     error = kobject_add(&dev->kobj, dev->kobj.parent, NULL);  
42.     if (error)  
43.         goto Error;  
44.   
45.     /* notify platform of device entry */  
46.     if (platform_notify)  
47.         platform_notify(dev);  
48.   
49.     error = device_create_file(dev, &uevent_attr);  
50.     if (error)  
51.         goto attrError;  
52.   
53.     if (MAJOR(dev->devt)) {  
54.         error = device_create_file(dev, &devt_attr);  
55.         if (error)  
56.             goto ueventattrError;  
57.   
58.         error = device_create_sys_dev_entry(dev);  
59.         if (error)  
60.             goto devtattrError;  
61.   
62.         devtmpfs_create_node(dev);  
63.     }  
64.   
65.     error = device_add_class_symlinks(dev);  
66.     if (error)  
67.         goto SymlinkError;  
68.     error = device_add_attrs(dev);  
69.     if (error)  
70.         goto AttrsError;  
71.     error = bus_add_device(dev);  
72.     if (error)  
73.         goto BusError;  
74.     error = dpm_sysfs_add(dev);  
75.     if (error)  
76.         goto DPMError;  
77.     device_pm_add(dev);  
78.   
79.     /* Notify clients of device addition.  This call must come 
80.      * after dpm_sysf_add() and before kobject_uevent(). 
81.      */  
82.     if (dev->bus)  
83.         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,  
84.                          BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE, dev);  
85.   
86.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);  
87.     bus_probe_device(dev);  
88.     if (parent)  
89.         klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,  
90.                    &parent->p->klist_children);  
91.   
92.     if (dev->class) {  
93.         mutex_lock(&dev->class->p->class_mutex);  
94.         /* tie the class to the device */  
95.         klist_add_tail(&dev->knode_class,  
96.                    &dev->class->p->class_devices);  
97.   
98.         /* notify any interfaces that the device is here */  
99.         list_for_each_entry(class_intf,  
100.                     &dev->class->p->class_interfaces, node)  
101.             if (class_intf->add_dev)  
102.                 class_intf->add_dev(dev, class_intf);  
103.         mutex_unlock(&dev->class->p->class_mutex);  
104.     }  
105. done:  
106.     put_device(dev);  
107.     return error;  
108.  DPMError:  
109.     bus_remove_device(dev);  
110.  BusError:  
111.     device_remove_attrs(dev);  
112.  AttrsError:  
113.     device_remove_class_symlinks(dev);  
114.  SymlinkError:  
115.     if (MAJOR(dev->devt))  
116.         device_remove_sys_dev_entry(dev);  
117.  devtattrError:  
118.     if (MAJOR(dev->devt))  
119.         device_remove_file(dev, &devt_attr);  
120.  ueventattrError:  
121.     device_remove_file(dev, &uevent_attr);  
122.  attrError:  
123.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);  
124.     kobject_del(&dev->kobj);  
125.  Error:  
126.     cleanup_device_parent(dev);  
127.     if (parent)  
128.         put_device(parent);  
129. name_error:  
130.     kfree(dev->p);  
131.     dev->p = NULL;  
132.     goto done;  
133. }  

device_add()将dev加入设备驱动模型。它先是调用get_device(dev)增加dev的引用计数，然后调用device_private_init()分配和初始化dev->p，调用dev_set_name()设置dev名字。然后是准备将dev加入sysfs，先是用get_device(parent)增加对parent的引用计数(无论是直接挂在parent下还是通过一个类层挂在parent下都要增加parent的引用计数），然后调用setup_parent()找到实际要加入的父kobject，通过kobject_add()加入其下。然后是添加属性和属性集合的操作，调用device_create_file()添加uevent属性，调用device_add_attrs()添加device/type/class预定义的属性与属性集合。如果dev有被分配设备号，再用device_create_file()添加dev属性，并用device_create_sys_dev_entry()在/sys/dev下添加相应的软链接，最后调用devtmpfs_create_node()在/dev下创建相应的设备文件。然后调用device_add_class_symlinks()添加dev与class间的软链接，调用bus_add_device()添加dev与bus间的软链接，并将dev挂入bus的设备链表。调用dpm_sysfs_add()增加dev下的power属性集合，调用device_pm_add()将dev加入dpm_list链表。

调用kobject_uevent()发布KOBJ_ADD消息，调用bus_probe_device()为dev寻找合适的驱动。如果有parent节点，把dev->p->knode_parent挂入parent->p->klist_children链表。如果dev有所属的class，将dev->knode_class挂在class->p->class_devices上，并调用可能的类设备接口的add_dev()方法。可能对于直接在bus上的设备来说，自然可以调用bus_probe_device()查找驱动，而不与总线直接接触的设备，则要靠class来发现驱动，这里的class_interface中的add_dev()方法，就是一个绝好的机会。最后会调用put_device(dev)释放在函数开头增加的引用计数。

device_add()要做的事很多，但想想每件事都在情理之中。device是设备驱动模型的基本元素，在class、bus、dev、devices中都有它的身影。device_add()要适应各种类型的设备注册，自然会越来越复杂。可以说文件开头定义的内部函数，差不多都是为了这里服务的。

1. void device_unregister(struct device *dev)  
2. {  
3.     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);  
4.     device_del(dev);  
5.     put_device(dev);  
6. }  

有注册自然又注销。device_unregister()就是用于将dev从系统中注销，并释放创建时产生的引用计数。

1. void device_del(struct device *dev)  
2. {  
3.     struct device *parent = dev->parent;  
4.     struct class_interface *class_intf;  
5.   
6.     /* Notify clients of device removal.  This call must come 
7.      * before dpm_sysfs_remove(). 
8.      */  
9.     if (dev->bus)  
10.         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,  
11.                          BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE, dev);  
12.     device_pm_remove(dev);  
13.     dpm_sysfs_remove(dev);  
14.     if (parent)  
15.         klist_del(&dev->p->knode_parent);  
16.     if (MAJOR(dev->devt)) {  
17.         devtmpfs_delete_node(dev);  
18.         device_remove_sys_dev_entry(dev);  
19.         device_remove_file(dev, &devt_attr);  
20.     }  
21.     if (dev->class) {  
22.         device_remove_class_symlinks(dev);  
23.   
24.         mutex_lock(&dev->class->p->class_mutex);  
25.         /* notify any interfaces that the device is now gone */  
26.         list_for_each_entry(class_intf,  
27.                     &dev->class->p->class_interfaces, node)  
28.             if (class_intf->remove_dev)  
29.                 class_intf->remove_dev(dev, class_intf);  
30.         /* remove the device from the class list */  
31.         klist_del(&dev->knode_class);  
32.         mutex_unlock(&dev->class->p->class_mutex);  
33.     }  
34.     device_remove_file(dev, &uevent_attr);  
35.     device_remove_attrs(dev);  
36.     bus_remove_device(dev);  
37.   
38.     /* 
39.      * Some platform devices are driven without driver attached 
40.      * and managed resources may have been acquired.  Make sure 
41.      * all resources are released. 
42.      */  
43.     devres_release_all(dev);  
44.   
45.     /* Notify the platform of the removal, in case they 
46.      * need to do anything... 
47.      */  
48.     if (platform_notify_remove)  
49.         platform_notify_remove(dev);  
50.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);  
51.     cleanup_device_parent(dev);  
52.     kobject_del(&dev->kobj);  
53.     put_device(parent);  
54. }  

device_del()是与device_add()相对的函数，进行实际的将dev从系统中脱离的工作。这其中既有将dev从设备驱动模型各种链表中脱离的工作，又有将dev从sysfs的各个角落删除的工作。大致流程与dev_add()相对，就不一一介绍。

爆发结束，下面来看一些比较轻松的函数。

1. /** 
2.  * device_get_devnode - path of device node file 
3.  * @dev: device 
4.  * @mode: returned file access mode 
5.  * @tmp: possibly allocated string 
6.  * 
7.  * Return the relative path of a possible device node. 
8.  * Non-default names may need to allocate a memory to compose 
9.  * a name. This memory is returned in tmp and needs to be 
10.  * freed by the caller. 
11.  */  
12. const char *device_get_devnode(struct device *dev,  
13.                    mode_t *mode, const char **tmp)  
14. {  
15.     char *s;  
16.   
17.     *tmp = NULL;  
18.   
19.     /* the device type may provide a specific name */  
20.     if (dev->type && dev->type->devnode)  
21.         *tmp = dev->type->devnode(dev, mode);  
22.     if (*tmp)  
23.         return *tmp;  
24.   
25.     /* the class may provide a specific name */  
26.     if (dev->class && dev->class->devnode)  
27.         *tmp = dev->class->devnode(dev, mode);  
28.     if (*tmp)  
29.         return *tmp;  
30.   
31.     /* return name without allocation, tmp == NULL */  
32.     if (strchr(dev_name(dev), '!') == NULL)  
33.         return dev_name(dev);  
34.   
35.     /* replace '!' in the name with '/' */  
36.     *tmp = kstrdup(dev_name(dev), GFP_KERNEL);  
37.     if (!*tmp)  
38.         return NULL;  
39.     while ((s = strchr(*tmp, '!')))  
40.         s[0] = '/';  
41.     return *tmp;  
42. }  

device_get_devnode()返回设备的路径名。不过似乎可以由device_type或者class定义一些独特的返回名称。

1. static struct device *next_device(struct klist_iter *i)  
2. {  
3.     struct klist_node *n = klist_next(i);  
4.     struct device *dev = NULL;  
5.     struct device_private *p;  
6.   
7.     if (n) {  
8.         p = to_device_private_parent(n);  
9.         dev = p->device;  
10.     }  
11.     return dev;  
12. }  
13.   
14. int device_for_each_child(struct device *parent, void *data,  
15.               int (*fn)(struct device *dev, void *data))  
16. {  
17.     struct klist_iter i;  
18.     struct device *child;  
19.     int error = 0;  
20.   
21.     if (!parent->p)  
22.         return 0;  
23.   
24.     klist_iter_init(&parent->p->klist_children, &i);  
25.     while ((child = next_device(&i)) && !error)  
26.         error = fn(child, data);  
27.     klist_iter_exit(&i);  
28.     return error;  
29. }  
30.   
31. struct device *device_find_child(struct device *parent, void *data,  
32.                  int (*match)(struct device *dev, void *data))  
33. {  
34.     struct klist_iter i;  
35.     struct device *child;  
36.   
37.     if (!parent)  
38.         return NULL;  
39.   
40.     klist_iter_init(&parent->p->klist_children, &i);  
41.     while ((child = next_device(&i)))  
42.         if (match(child, data) && get_device(child))  
43.             break;  
44.     klist_iter_exit(&i);  
45.     return child;  
46. }  

device_for_each_child()对dev下的每个子device，都调用一遍特定的处理函数。

device_find_child()则是查找dev下特点的子device，查找使用特定的match函数。

这两个遍历过程都使用了klist特有的遍历函数，支持遍历过程中的节点删除等功能。next_device()则是为了遍历方便封装的一个内部函数。

下面本该是root_device注册相关的代码。但经过检查，linux内核中使用到的root_device很少见，而且在sysfs中也未能找到一个实际的例子。所以root_device即使还未被弃用，也并非主流，我们将其跳过。

与kobject和kset类似，device也为我们提供了快速device创建方法，下面就看看吧。

1. static void device_create_release(struct device *dev)  
2. {  
3.     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);  
4.     kfree(dev);  
5. }  
6.   
7. struct device *device_create_vargs(struct class *class, struct device *parent,  
8.                    dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt,  
9.                    va_list args)  
10. {  
11.     struct device *dev = NULL;  
12.     int retval = -ENODEV;  
13.   
14.     if (class == NULL || IS_ERR(class))  
15.         goto error;  
16.   
17.     dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);  
18.     if (!dev) {  
19.         retval = -ENOMEM;  
20.         goto error;  
21.     }  
22.   
23.     dev->devt = devt;  
24.     dev->class = class;  
25.     dev->parent = parent;  
26.     dev->release = device_create_release;  
27.     dev_set_drvdata(dev, drvdata);  
28.   
29.     retval = kobject_set_name_vargs(&dev->kobj, fmt, args);  
30.     if (retval)  
31.         goto error;  
32.   
33.     retval = device_register(dev);  
34.     if (retval)  
35.         goto error;  
36.   
37.     return dev;  
38.   
39. error:  
40.     put_device(dev);  
41.     return ERR_PTR(retval);  
42. }  
43.   
44. struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,  
45.                  dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)  
46. {  
47.     va_list vargs;  
48.     struct device *dev;  
49.   
50.     va_start(vargs, fmt);  
51.     dev = device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);  
52.     va_end(vargs);  
53.     return dev;  
54. }  

这里的device_create()提供了一个快速的dev创建注册方法。只是中间没有提供设置device_type的方法，或许是这样的device已经够特立独行了，不需要搞出一类来。

1. static int __match_devt(struct device *dev, void *data)  
2. {  
3.     dev_t *devt = data;  
4.   
5.     return dev->devt == *devt;  
6. }  
7.   
8. void device_destroy(struct class *class, dev_t devt)  
9. {  
10.     struct device *dev;  
11.   
12.     dev = class_find_device(class, NULL, &devt, __match_devt);  
13.     if (dev) {  
14.         put_device(dev);  
15.         device_unregister(dev);  
16.     }  
17. }  

device_destroy()就是与device_create()相对的注销函数。至于这里为什么会多一个put_device(dev)，也很简单，因为在class_find_device()找到dev时，调用了get_device()。

1. struct device *class_find_device(struct class *class, struct device *start,  
2.                  void *data,  
3.                  int (*match)(struct device *, void *))  
4. {  
5.     struct class_dev_iter iter;  
6.     struct device *dev;  
7.   
8.     if (!class)  
9.         return NULL;  
10.     if (!class->p) {  
11.         WARN(1, "%s called for class '%s' before it was initialized",  
12.              __func__, class->name);  
13.         return NULL;  
14.     }  
15.   
16.     class_dev_iter_init(&iter, class, start, NULL);  
17.     while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {  
18.         if (match(dev, data)) {  
19.             get_device(dev);  
20.             break;  
21.         }  
22.     }  
23.     class_dev_iter_exit(&iter);  
24.   
25.     return dev;  
26. }  

class_find_device()本来是class.c中的内容，其实现也于之前将的遍历dev->p->klist_children类似，无非是在klist提供的遍历方法上加以封装。但我们这里列出class_find_device()的实现与使用它的device_destroy()，却是为了更好地分析这个调用流程中dev是如何被保护的。它实际上是经历了三个保护手段：首先在class_dev_iter_next()->klist_next()中，是受到struct klist中 spinlock_t k_lock保护的。在找到下一点并解锁之前，就增加了struct klist_node中的struct kref n_ref引用计数。在当前的next()调用完，到下一个next()调用之前，都是受这个增加的引用计数保护的。再看class_find_device()中，使用get_device(dev)增加了dev本身的引用计数保护(当然也要追溯到kobj->kref中)，这是第三种保护。知道device_destroy()中主动调用put_device(dev)才去除了这种保护。

本来对dev的保护，应该完全是由dev中的引用计数完成的。但实际上这种保护很多时候是间接完成的。例如这里的klist中的自旋锁，klist_node中的引用计数，都不过是为了保持class的设备链表中对dev的引用计数不消失，这是一种间接保护的手段，保证了这中间即使外界主动释放class设备链表对dev的引用计数，dev仍然不会被实际注销。这种曲折的联系，才真正发挥了引用计数的作用，构成设备驱动模型独特的魅力。

1. int device_rename(struct device *dev, char *new_name)  
2. {  
3.     char *old_device_name = NULL;  
4.     int error;  
5.   
6.     dev = get_device(dev);  
7.     if (!dev)  
8.         return -EINVAL;  
9.   
10.     pr_debug("device: '%s': %s: renaming to '%s'\n", dev_name(dev),  
11.          __func__, new_name);  
12. old_device_name = kstrdup(dev_name(dev), GFP_KERNEL);  
13.     if (!old_device_name) {  
14.         error = -ENOMEM;  
15.         goto out;  
16.     }  
17.   
18.     error = kobject_rename(&dev->kobj, new_name);  
19.     if (error)  
20.         goto out;  
21. if (dev->class) {  
22.         error = sysfs_create_link_nowarn(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
23.                          &dev->kobj, dev_name(dev));  
24.         if (error)  
25.             goto out;  
26.         sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
27.                   old_device_name);  
28.     }  
29. out:  
30.     put_device(dev);  
31.   
32.     kfree(old_device_name);  
33.   
34.     return error;  
35. }  

device_rename()是供设备注册后改变名称用的，除了改变/sys/devices下地名称，还改变了/sys/class下地软链接名称。前者很自然，但后者却很难想到。即使简单的地方，经过重重调试，我们也会惊讶于linux的心细如发。

1. static int device_move_class_links(struct device *dev,  
2.                    struct device *old_parent,  
3.                    struct device *new_parent)  
4. {  
5.     int error = 0;  
6.     if (old_parent)  
7.         sysfs_remove_link(&dev->kobj, "device");  
8.     if (new_parent)  
9.         error = sysfs_create_link(&dev->kobj, &new_parent->kobj,  
10.                       "device");  
11.     return error;  
12. #endif   
13. }  

device_move_class_links()只是一个内部函数，后面还有操纵它的那只手。这里的device_move_class_links显得很名不副实，并没用操作class中软链接的举动。这很正常，因为在sysfs中软链接是针对kobject来说的，所以即使位置变掉了，软链接还是很很准确地定位。

1. /** 
2.  * device_move - moves a device to a new parent 
3.  * @dev: the pointer to the struct device to be moved 
4.  * @new_parent: the new parent of the device (can by NULL) 
5.  * @dpm_order: how to reorder the dpm_list 
6.  */  
7. int device_move(struct device *dev, struct device *new_parent,  
8.         enum dpm_order dpm_order)  
9. {  
10.     int error;  
11.     struct device *old_parent;  
12.     struct kobject *new_parent_kobj;  
13.   
14.     dev = get_device(dev);  
15.     if (!dev)  
16.         return -EINVAL;  
17.   
18.     device_pm_lock();  
19.     new_parent = get_device(new_parent);  
20.     new_parent_kobj = get_device_parent(dev, new_parent);  
21.   
22.     pr_debug("device: '%s': %s: moving to '%s'\n", dev_name(dev),  
23.          __func__, new_parent ? dev_name(new_parent) : "<NULL>");  
24.     error = kobject_move(&dev->kobj, new_parent_kobj);  
25.     if (error) {  
26.         cleanup_glue_dir(dev, new_parent_kobj);  
27.         put_device(new_parent);  
28.         goto out;  
29.     }  
30.     old_parent = dev->parent;  
31.     dev->parent = new_parent;  
32.     if (old_parent)  
33.         klist_remove(&dev->p->knode_parent);  
34.     if (new_parent) {  
35.         klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,  
36.                    &new_parent->p->klist_children);  
37.         set_dev_node(dev, dev_to_node(new_parent));  
38.     }  
39.   
40.     if (!dev->class)  
41.         goto out_put;  
42.     error = device_move_class_links(dev, old_parent, new_parent);  
43.     if (error) {  
44.         /* We ignore errors on cleanup since we're hosed anyway... */  
45.         device_move_class_links(dev, new_parent, old_parent);  
46.         if (!kobject_move(&dev->kobj, &old_parent->kobj)) {  
47.             if (new_parent)  
48.                 klist_remove(&dev->p->knode_parent);  
49.             dev->parent = old_parent;  
50.             if (old_parent) {  
51.                 klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,  
52.                            &old_parent->p->klist_children);  
53.                 set_dev_node(dev, dev_to_node(old_parent));  
54.             }  
55.         }  
56.         cleanup_glue_dir(dev, new_parent_kobj);  
57.         put_device(new_parent);  
58.         goto out;  
59.     }  
60.     switch (dpm_order) {  
61.     case DPM_ORDER_NONE:  
62.         break;  
63.     case DPM_ORDER_DEV_AFTER_PARENT:  
64.         device_pm_move_after(dev, new_parent);  
65.         break;  
66.     case DPM_ORDER_PARENT_BEFORE_DEV:  
67.         device_pm_move_before(new_parent, dev);  
68.         break;  
69.     case DPM_ORDER_DEV_LAST:  
70.         device_pm_move_last(dev);  
71.         break;  
72.     }  
73. out_put:  
74.     put_device(old_parent);  
75. out:  
76.     device_pm_unlock();  
77.     put_device(dev);  
78.     return error;  
79. }  

device_move()就是将dev移到一个新的parent下。但也有可能这个parent是空的。大部分操作围绕在引用计数上，get_device()，put_device()。而且换了新的parent，到底要加到sysfs中哪个目录下，还要再调用get_device_parent()研究一下。主要的操作就是kobject_move()和device_move_class_links()。因为在sysfs中软链接是针对kobject来说的，所以即使位置变掉了，软链接还是很很准确地定位，所以在/sys/dev、/sys/bus、/sys/class中的软链接都不用变，这实在是sysfs的一大优势。除此之外，device_move()还涉及到电源管理的问题，device移动影响到dev在dpm_list上的位置，我们对此不了解，先忽略之。

1. void device_shutdown(void)  
2. {  
3.     struct device *dev, *devn;  
4.   
5.     list_for_each_entry_safe_reverse(dev, devn, &devices_kset->list,  
6.                 kobj.entry) {  
7.         if (dev->bus && dev->bus->shutdown) {  
8.             dev_dbg(dev, "shutdown\n");  
9.             dev->bus->shutdown(dev);  
10.         } else if (dev->driver && dev->driver->shutdown) {  
11.             dev_dbg(dev, "shutdown\n");  
12.             dev->driver->shutdown(dev);  
13.         }  
14.     }  
15.     kobject_put(sysfs_dev_char_kobj);  
16.     kobject_put(sysfs_dev_block_kobj);  
17.     kobject_put(dev_kobj);  
18.     async_synchronize_full();  
19. }  

这个device_shutdown()是在系统关闭时才调用的。它动用了很少使用的devices_kset，从而可以遍历到每个注册到sysfs上的设备，调用相应的总线或驱动定义的shutdown()函数。提起这个，还是在device_initialize()中将dev->kobj->kset统一设为devices_kset的。原来设备虽然有不同的parent，但kset还是一样的。这样我们就能理解/sys/devices下的顶层设备目录是怎么来的，因为没用parent，就在调用kobject_add()时将kset->kobj当成了parent，所以会直接挂在顶层目录下。这样的��录大致有pci0000:00、virtual等等。

看完了core.c，我有种明白机器人也是由零件组成的的感觉。linux设备驱动模型的大门已经打开了四分之一。随着分析的深入，我们大概也会越来越明白linux的良苦用心。