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title: デバイスモデル
url: https://doc.liz6.com/ja/linux-kernel/10-drivers-and-device-model/01-device-model
locale: ja
area: linux-kernel
tags:
- linux-kernel
- drivers-and-device-model
date: 2026-06-30
modified: 2026-07-16
description: 'カバー範囲: kobject/kset → device/driver/bus/class → sysfs バインディング → probe ライフサイクル → udev → デバイスツリー (DT) → ACPI → platform device | カーネルバージョン: 2.6 ~ 6.x'
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# デバイスモデル
> カバー範囲: kobject/kset → device/driver/bus/class → sysfs バインディング → probe ライフサイクル → udev → デバイスツリー (DT) → ACPI → platform device
> カーネルバージョン: 2.6 ~ 6.x
## 概要
Linux デバイスモデルは、すべてのデバイス、ドライバ、バスに対して統一された表現とライフサイクル管理を提供するカーネル内部のフレームワークです。その真の価値は「デバイスがどのように動作するか」ではなく、「デバイスとドライバがどのように互いを見つけるか」、すなわち**デバイス-ドライバのバインディング** (device-driver binding) にあります。
## kobject: 基本構成要素
```c
// include/linux/kobject.h
struct kobject {
const char *name; // sysfs 上に表示される名前
struct kobject *parent; // 親ノード → sysfs ディレクトリ階層
struct kset *kset; // 所属する kset (集合)
struct kernfs_node *sd; // sysfs 内の dentry (kernfs)
struct kref kref; // リファレンスカウント
unsigned int state_initialized:1;
};
// kobject 自体はデバイスマネジメントを行いません。以下を提供します:
// 1. sysfs 内のディレクトリ/ファイル表現
// 2. リファレンスカウント → 自動解放
// 3. 親-子の階層関係
```
### kset: kobject の集合
```c
struct kset {
struct list_head list; // すべてのメンバ kobject
struct kobject kobj; // 内包される kobject (集合自体が sysfs 上に存在)
const struct kobj_type *ktype; // 型操作
};
// 例: /sys/devices/ → devices_kset
// /sys/bus/ → bus_kset
```
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## Device / Driver / Bus
### struct device
```c
// include/linux/device.h
struct device {
struct kobject kobj; // sysfs 表現
struct device *parent; // 親デバイス (例: PCI bridge)
const char *init_name;
struct bus_type *bus; // 所属するバス
struct device_driver *driver; // バインドされたドライバ
void *driver_data; // ドライバ固有データ
struct device_node *of_node; // DT ノード
u64 *dma_mask; // DMA アクセス可能範囲
const struct attribute_group **groups; // sysfs 属性グループ
void (*release)(struct device *dev); // 必須 (解放コールバック)
};
```
### struct device_driver
```c
struct device_driver {
const char *name;
struct bus_type *bus;
int (*probe)(struct device *dev); // プロブ: ドライバがデバイスにバインド
void (*remove)(struct device *dev); // リムーブ: アンバインド
void (*shutdown)(struct device *dev);
const struct of_device_id *of_match_table; // DT マッチ
const struct acpi_device_id *acpi_match_table;
const struct attribute_group **groups;
};
```
### struct bus_type
```c
struct bus_type {
const char *name; // PCI, USB, platform, ...
int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
int (*probe)(struct device *dev); // バスレベルのプロブ
struct subsys_private *p; // デバイスリスト + ドライバリスト
};
```
### バインディングフロー
```c
// drivers/base/dd.c
// デバイス登録:
device_register(dev)
→ device_add(dev)
→ bus_add_device(dev) // bus->p->klist_devices にアタッチ
→ bus_probe_device(dev)
→ device_initial_probe(dev)
→ __device_attach(dev, true)
→ bus_for_each_drv(dev->bus, ...) // 登録済みドライバをすべて列挙
→ driver_match_device(drv, dev) // bus->match() または of_match/acpi_match
→ device_driver_attach(drv, dev)
→ driver_probe_device(drv, dev)
→ really_probe(dev, drv)
→ call_driver_probe(dev, drv) → drv->probe(dev)
```
**重要**: バインディングは双方向です。新しいデバイスが現れた場合はドライバを列挙し、新しいドライバが登録された場合はデバイスを列挙します。どちらが先に登録されても、マッチングは発生します。
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## sysfs と属性
```c
// /sys 下の各ディレクトリ = 1つの kobject
// 属性ファイル = struct device_attribute
struct device_attribute {
struct attribute attr;
ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf);
ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count);
};
// マクロ: DEVICE_ATTR_RO(name) → 読み取り専用属性を生成
// DEVICE_ATTR_WO(name) → 書き込み専用
// DEVICE_ATTR_RW(name) → 読み書き両対応
```
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## Device Tree vs ACPI
## udev
## 参考
- **ソースコード**: `drivers/base/core.c`, `drivers/base/bus.c`, `drivers/base/dd.c`, `include/linux/device.h`
- **カーネルドキュメント**: `Documentation/driver-api/driver-model/`
*キーワード: kobject, device, driver, bus, probe, sysfs, device tree, ACPI, udev, modalias*