Linux设备驱动：kobject原理与实例分析

1、Sysfs文件系统

"sysfsis a ram-based filesystem initially based on ramfs. It provides ameans to export kernel data structures, their attributes, and thelinkages between them to userspace.”

Linux2.6内核引入了sysfs文件系统。sysfs被看成是与proc同种别的文件系统。sysfs把连接在系统上的装备和总线组织成份级的文件,使其从用户空间可以访问到。

Sysfs被加载在 /sys/目录下,它的子目录包括:

1）Block:在系统中发现的每一个块装备在该目录下对应1个子目录。每一个子目录中

又包括1些属性文件,它们描写了这个块装备的各方面属性,如:装备大小。(loop块装备是使用文件来摹拟的)

2）Bus:在内核中注册的每条总线在该目录下对应1个子目录,如: ide pci scsi usbpcmcia 其中每一个总线目录内又包括两个子目录:devices和drivers ,devices目录包括了在全部系统中发现的属于该总线类型的装备,drivers目录包括了注册到该总线的所有驱动。

3）Class:将装备依照功能进行的分类,如/sys/class/net目录下包括了所有网络接口。

4）Devices:包括系统所有的装备。

5）Kernel:内核中的配置参数

6）Module:系统中所有模块的信息

7）Firmware:系统中的固件

8）Fs:描写系统中的文件系统

9）Power:系统中电源选项

2、K object

实现了基本的面向对象管理机制,是构成Linux2.6装备模型的核心结构。它与sysfs文件系统紧密相连,在内核中注册的每一个kobject对象对应sysfs文件系统中的1个目录。类似于C++中的基类,Kobject常被嵌入于其他类型(即:容器)中。如bus,devices,drivers都是典型的容器。这些容器通过kobject连接起来,构成了1个树状结构。

structk object {

constchar

*name;

structlist_head

entry;

structkobject

*parent;//指向父对象

structkset

*kset;

structkobj_type

*ktype;

structsysfs_dirent *sd;

structkref

kref;//对象援用计数

unsignedint state_initialized:1;

unsignedint state_in_sysfs:1;

unsignedint state_add_uevent_sent:1;

unsignedint state_remove_uevent_sent:1;

};

3、Kobject操作

         1）voidkobject_init(struct kobject * kobj)初始化kobject结构

         2）intkobject_add(struct kobject * kobj)将kobject对象注册到Linux系统

         3）intkobject_init_and_add(struct kobject *kobj, struct kobj_type*ktype,struct kobject *parent, const char *fmt, ...)初始化kobject,并将其注册到linux系统

           4）voidkobject_del(struct kobject * kobj)从Linux系统中删除kobject对象

           5）structkobject *kobject_get(struct kobject*kobj)将kobject对象的援用计数加1,同时返回该对象指针。

           6）voidkobject_put(struct kobject *kobj)将kobject对象的援用计数减1,如果援用计数降为0,则调用release方法释放该kobject对象。

4、  Struct kobj_type

Kobject的ktype成员是1个指向kobj_type结构的指针, 该结构中记录了kobject对象的1些属性。

structkobj_type {

void(*release)(struct kobject *kobj);

structsysfs_ops *sysfs_ops;

structattribute **default_attrs;

};

release:用于释放kobject占用的资源,当kobject的援用计数为0时被调用。

5、Struct attribute

structattribute {

char *name; /*属性文件名*/

structmodule * owner;

mode_tmode; /*属性的保护位*/

};

struct attribute (属性):对应于kobject的目录下的1个文件,Name成员就是文件名。

6、Struct sysfs_ops

structsysfs_ops

{

ssize_t(*show)(struct kobject *, struct attribute *,char *);

ssize_t(*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *,

size_t);

};

           1）Show:当用户读属性文件时,该函数被调用,该函数将属性值存入buffer中返回给用户态;

           2）Store:当用户写属性文件时,该函数被调用,用于存储用户传入的属性值。

7、 kobject实例分析

       kobject.c源码

#include <linux/device.h> 
#include <linux/module.h> 
#include <linux/kernel.h> 
#include <linux/init.h> 
#include <linux/string.h> 
#include <linux/sysfs.h> 
#include <linux/stat.h> 
  
MODULE_AUTHOR("David Xie"); 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

/*声明release、show、store函数*/

void obj_test_release(struct kobject *kobject); 
ssize_t kobj_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf);
ssize_t kobj_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count);

/*对应于kobject的目录下的1个文件,Name成员就是文件名*/  
struct attribute test_attr = { 
        .name = "kobj_config", 
        .mode = S_IRWXUGO, 
}; 
  
static struct attribute *def_attrs[] = { 
        &test_attr, 
        NULL, 
}; 
  
/kobject对象的操作 
struct sysfs_ops obj_test_sysops = 
{ 
        .show = kobj_test_show, 
        .store = kobj_test_store, 
}; 
 
/*定义kobject对象的1些属性及对应的操作*/ 
struct kobj_type ktype =  
{ 
        .release = obj_test_release, 
        .sysfs_ops=&obj_test_sysops, 
        .default_attrs=def_attrs, 
};

/*release方法释放该kobject对象*/  
void obj_test_release(struct kobject *kobject) 
{ 
        printk("eric_test: release . "); 
}

/*当读文件时履行的操作*/ 
ssize_t kobj_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf)
{ 
        printk("have show. "); 
        printk("attrname:%s. ", attr->name); 
        sprintf(buf,"%s ",attr->name); 
        return strlen(attr->name)+2; 
}

/*当写文件时履行的操作*/  
ssize_t kobj_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count)
{ 
        printk("havestore "); 
        printk("write: %s ",buf); 
        return count; 
} 
  
struct kobject kobj;//声明kobject对象
 
static int kobj_test_init(void) 
{ 
        printk("kboject test init. "); 
        kobject_init_and_add(&kobj,&ktype,NULL,"kobject_test");//初始化kobject对象kobj,并将其注册到linux系统
        return 0; 
} 
  
static void kobj_test_exit(void) 
{ 
        printk("kobject test exit. "); 
        kobject_del(&kobj); 
} 
  
module_init(kobj_test_init);

module_exit(kobj_test_exit);