一、为什么要有设备模型？

Linux 内核需要一种通用的方式来识别和管理种类繁多的硬件设备。这就是设备模型（device model）：

• 它是 Linux 内核中用来统一管理各种设备、总线和驱动关系的基础架构。

设备模型让设备、驱动与总线之间形成清晰的组织体系，并通过统一的方式出现在内核和 sysfs 下。

你可以理解为内核里的“管理标准” 。

说明

• 之前学习的“驱动框架”，比如字符设备驱动、块设备驱动等，是写驱动时遵循的接口规范和实现流程。它们最终都要基于设备模型来注册挂载到内核。

设备模型是内核的统一对象管理架构，驱动框架是具体类型驱动代码的编写规范。

二、设备模型的核心对象

在 Linux内核 中，有三个核心概念：

• bus：总线。比如 USB、PCI、I2C、SPI 等，负责连接 CPU 和外部设备、并在其下连接众多设备。
• device：设备。表示一个具体的硬件（如 /dev/sda、/dev/input/mice 等）。
• driver：驱动。负责控制某一类设备，让硬件能够被内核识别和工作起来。

三者的关系：

• bus 下面可以有许多 device（设备），一个 device 必须属于一个 bus；
• 每个 device 由一个 driver 驱动，driver 负责操作和管理 device；
• driver 需要和 device 匹配（通过名字、ID等信息）。

三、代码中的体现

• 每个 bus/device/driver 在内核中都有结构体，例如：
  • struct bus_type
  • struct device
  • struct device_driver
• 这些结构和方法定义在 /include/linux/device.h 头文件中。
• 注册 bus、注册 device、注册 driver 后，内核根据规则自动把 driver 绑定到 device 上（如果匹配）。

四、和用户空间的关系

Linux 利用设备模型为每个 device/driver 生成 sysfs 节点，在 /sys/bus/、/sys/devices/、/sys/class/ 等目录下呈现出来，方便内容可视化和调试。