Documentation/driver-model/overview.txt

   1 The Linux Kernel Device Model
   2
   3 Patrick Mochel  <mochel@digitalimplant.org>
   4
   5 Drafted 26 August 2002
   6 Updated 31 January 2006
   7
   8
   9 Overview
  10 ~~~~~~~~
  11
  12 The Linux Kernel Driver Model is a unification of all the disparate driver
  13 models that were previously used in the kernel. It is intended to augment the
  14 bus-specific drivers for bridges and devices by consolidating a set of data
  15 and operations into globally accessible data structures.
  16
  17 Traditional driver models implemented some sort of tree-like structure
  18 (sometimes just a list) for the devices they control. There wasn't any
  19 uniformity across the different bus types.
  20
  21 The current driver model provides a common, uniform data model for describing
  22 a bus and the devices that can appear under the bus. The unified bus
  23 model includes a set of common attributes which all busses carry, and a set
  24 of common callbacks, such as device discovery during bus probing, bus
  25 shutdown, bus power management, etc.
  26
  27 The common device and bridge interface reflects the goals of the modern
  28 computer: namely the ability to do seamless device "plug and play", power
  29 management, and hot plug. In particular, the model dictated by Intel and
  30 Microsoft (namely ACPI) ensures that almost every device on almost any bus
  31 on an x86-compatible system can work within this paradigm.  Of course,
  32 not every bus is able to support all such operations, although most
  33 buses support a most of those operations.
  34
  35
  36 Downstream Access
  37 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  38
  39 Common data fields have been moved out of individual bus layers into a common
  40 data structure. These fields must still be accessed by the bus layers,
  41 and sometimes by the device-specific drivers.
  42
  43 Other bus layers are encouraged to do what has been done for the PCI layer.
  44 struct pci_dev now looks like this:
  45
  46 struct pci_dev {
  47         ...
  48
  49         struct device dev;
  50 };
  51
  52 Note first that it is statically allocated. This means only one allocation on
  53 device discovery. Note also that it is at the _end_ of struct pci_dev. This is
  54 to make people think about what they're doing when switching between the bus
  55 driver and the global driver; and to prevent against mindless casts between
  56 the two.
  57
  58 The PCI bus layer freely accesses the fields of struct device. It knows about
  59 the structure of struct pci_dev, and it should know the structure of struct
  60 device. Individual PCI device drivers that have been converted the the current
  61 driver model generally do not and should not touch the fields of struct device,
  62 unless there is a strong compelling reason to do so.
  63
  64 This abstraction is prevention of unnecessary pain during transitional phases.
  65 If the name of the field changes or is removed, then every downstream driver
  66 will break. On the other hand, if only the bus layer (and not the device
  67 layer) accesses struct device, it is only that layer that needs to change.
  68
  69
  70 User Interface
  71 ~~~~~~~~~~~~~~
  72
  73 By virtue of having a complete hierarchical view of all the devices in the
  74 system, exporting a complete hierarchical view to userspace becomes relatively
  75 easy. This has been accomplished by implementing a special purpose virtual
  76 file system named sysfs. It is hence possible for the user to mount the
  77 whole sysfs filesystem anywhere in userspace.
  78
  79 This can be done permanently by providing the following entry into the
  80 /etc/fstab (under the provision that the mount point does exist, of course):
  81
  82 none            /sys    sysfs    defaults               0       0
  83
  84 Or by hand on the command line:
  85
  86 # mount -t sysfs sysfs /sys
  87
  88 Whenever a device is inserted into the tree, a directory is created for it.
  89 This directory may be populated at each layer of discovery - the global layer,
  90 the bus layer, or the device layer.
  91
  92 The global layer currently creates two files - 'name' and 'power'. The
  93 former only reports the name of the device. The latter reports the
  94 current power state of the device. It will also be used to set the current
  95 power state.
  96
  97 The bus layer may also create files for the devices it finds while probing the
  98 bus. For example, the PCI layer currently creates 'irq' and 'resource' files
  99 for each PCI device.
 100
 101 A device-specific driver may also export files in its directory to expose
 102 device-specific data or tunable interfaces.
 103
 104 More information about the sysfs directory layout can be found in
 105 the other documents in this directory and in the file
 106 Documentation/filesystems/sysfs.txt.
 107