设备模型及SCSI示例解析

们知道计算机通常包括几大件，CPU、内存、输入设备和输出设备等。这些设备之间进行通信需要依赖一种通道，这个通道就是总线。说的直白写，总线就是传输数据的通道，可以类比日常生活中的马路，各个不同的城市通过马路来交换物资。总线有很多种，比如常见的PCI总线，ISA总线和I2C总线等等，我们这里就不相信介绍。

PCI桥： PCI桥是连接PCI总线的纽带，其作用与网络领域的网桥类似。其实我们平时说的北桥，就包含PCI桥。PCI桥主要分3种，3种桥的具体含义如下：

HOST/PCI桥：提供CPU和PCI设备相互访问的通道，实现CPU空间和PCI空间的映射。

PCI-PCI桥：实现PCI设备的级联。

PCI/ISA或LPC桥：实现对ISA设备的兼容。

设备：设备就是具体的设备了，比如网卡、键盘和鼠标等等。

Linux中的设备软件模型

为了降低设备多样性带来的Linux驱动开发的复杂度，以及设备热拔插处理、电源管理等，Linux内核提出了设备模型(也称作Driver Model)的概念。设备模型将硬件设备归纳、分类，然后抽象出一套标准的数据结构和接口。驱动的开发，就简化为对内核所规定的数据结构的填充和实现。Linux中的软件概念与实际物理的概念有一个大致的对应关系，在内核中相关的概念主要包括Bus、Device、Device Driver和Class等。下面是Linux对上述概念的介绍：

Bus(总线)：Linux认为(可以参考include/linux/device.h中struct bus_type的注释)总线是CPU和一个或多个设备之间信息交互的通道。而为了方便设备模型的抽象，所有的设备都应连接到总线上。Linux总线是在上述物理总线基础上做的抽象，它可以对应物理总线，也可以没有对应物理总线。

Device(设备)：抽象系统中所有的硬件设备，描述它的名字、属性、从属的Bus、从属的Class等信息。

Device Driver(驱动)：Linux设备模型用Driver抽象硬件设备的驱动程序，它包含设备初始化、电源管理相关的接口实现。而Linux内核中的驱动开发，基本都围绕该抽象进行(实现所规定的接口函数)。

Class(分类)：在Linux设备模型中，Class的概念非常类似面向对象程序设计中的Class(类)，它主要是集合具有相似功能或属性的设备，这样就可以抽象出一套可以在多个设备之间共用的数据结构和接口函数。因而从属于相同Class的设备的驱动程序，就不再需要重复定义这些公共资源，直接从Class中继承即可。

设备模型的核心思想

前面介绍了Linux的设备软件模型相关的概念，下面介绍一下各种概念间的关系。对于Linux来说，其软件层面的模型与硬件基本是一致的。由图1， 如果把CPU和内存开成一个树根的话，整个计算机的设备间的关系其实类似一个树，总线类似于树枝。Linux内核在具体实现的时候也是按照此规律进行的，***层的是根总线(b

（编辑：常州站长网）

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