Linux 裝置模型之 （kobject、kset 和 Subsystem）（二），kobjectkset

Linux 裝置模型之 （kobject、kset 和 Subsystem）（二），kobjectkset
1、kobject 結構

在Linux核心裡，kobject是組成Linux裝置模型的基礎，一個kobject對應sysfs裡的一個目錄。從物件導向的角度來說，kobject可以看作是所有裝置對象的基類，因為C語言並沒有物件導向的文法，所以一般是把kobject內嵌到其他結構體裡來實作類別似的作用，這裡的其他結構體可以看作是kobject的衍生類別。Kobject為Linux裝置模型提供了很多有用的功能，比如引用計數，介面抽象，父子關係等等。引用計數本質上就是利用kref實現的。

另外，Linux裝置模型還有一個重要的資料結構kset。Kset本身也是一個kobject，所以它在sysfs裡同樣表現為一個目錄，但它和kobject的不同之處在於kset可以看作是一個容器，如果你把它類比為C++裡的容器類如list也無不可。Kset之所以能作為容器來使用，其內部正是內嵌了一個雙向鏈表結構struct list_head。

kobject 在核心中的描述

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structkobject{

constchar*name;

structlist_headentry;

structkobject*parent;

structkset*kset;

structkobj_type*ktype;

structsysfs_dirent*sd;

structkrefkref;

unsignedintstate_initialized:1;

unsignedintstate_in_sysfs:1;

unsignedintstate_add_uevent_sent:1;

unsignedintstate_remove_uevent_sent:1;

unsignedintuevent_suppress:1;

};
核心裡的裝置之間是以樹狀形式組織的，在這種組織架構裡比較靠上層的節點可以看作是下層節點的父節點，反映到sysfs裡就是上級目錄和下級目錄之間的關係，在核心裡，正是kobject協助我們實現這種父子關係。在kobject的定義裡，name表示的是kobject在sysfs中的名字；指標parent用來指向kobject的父物件；Kref大家應該比較熟悉了，kobject通過它來實現引用計數；Kset指標用來指向這個kobject所屬的kset，下文會再詳細描述kset的用法；對於ktype，如果只是望文生義的話，應該是用來描述kobject的類型資訊。Ktype的定義如下：
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structkobj_type{

void(*release)(structkobject*kobj);

conststructsysfs_ops*sysfs_ops;

structattribute**default_attrs;

};函數指標release是給kref使用的，當引用計數為0這個指標指向的函數會被調用來釋放記憶體。sysfs_ops和attribute是做什麼用的呢？前文裡提到，一個kobject對應sysfs裡的一個目錄，而目錄下的檔案就是由sysfs_ops和attribute來實現的，其中，attribute定義了kobject的屬性，在sysfs裡對應一個檔案，sysfs_ops用來定義讀寫這個檔案的方法。Ktype裡的attribute是預設的屬性，另外也可以使用更加靈活的手段，本文的重點還是放在default attribute。
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#include

#include

#include

#include

structmy_kobj{//內嵌kobject的結構

intval;

structkobjectkobj;

};

structmy_kobj*obj1,*obj2;

structkobj_typemy_type;

structattributename_attr={

.name="name",//檔案名稱

.mode=0444,//指定檔案的存取權限

};

structattributeval_attr={

.name="val",//檔案名稱

.mode=0666,//指定檔案的存取權限

};

structattribute*my_attrs[]={

&name_attr,

&val_attr,

NULL,

};

/*

結構體structattribute裡的name變數用來指定檔案名稱，mode變數用來指定檔案的存取權限。

這裡需要著重指出的是，數組my_attrs的最後一項一定要賦為NULL，否則會造成核心oops。

*/

ssize_tmy_show(structkobject*kobj,structattribute*attr,char*buffer)

{

structmy_kobj*obj=container_of(kobj,structmy_kobj,kobj);

ssize_tcount=0;

if(strcmp(attr->name,"name")==0){

count=sprintf(buffer,"%s\n",kobject_name(kobj));

}elseif(strcmp(attr->name,"val")==0){

count=sprintf(buffer,"%d\n",obj->val);

}

returncount;

}

ssize_tmy_store(structkobject*kobj,structattribute*attr,constchar*buffer,size_tsize)

{

structmy_kobj*obj=container_of(kobj,structmy_kobj,kobj);

if(strcmp(attr->name,"val")==0){

sscanf(buffer,"%d",&obj->val);

}

returnsize;

}

structsysfs_opsmy_sysfsops={

.show=my_show,

.store=my_store,

};

voidobj_release(structkobject*kobj)

{

structmy_kobj*obj=container_of(kobj,structmy_kobj,kobj);

printk(KERN_INFO"obj_release%s\n",kobject_name(&obj->kobj));

kfree(obj);

}

staticint__initmykobj_init(void)

{

printk(KERN_INFO"mykobj_init\n");

obj1=kzalloc(sizeof(structmy_kobj),GFP_KERNEL);//分配obj1和obj2並賦值

if(!obj1){

return-ENOMEM;

}

obj1->val=1;

obj2=kzalloc(sizeof(structmy_kobj),GFP_KERNEL);

if(!obj2){

kfree(obj1);

return-ENOMEM;

}

obj2->val=2;

my_type.release=obj_release;

my_type.default_attrs=my_attrs;

my_type.sysfs_ops=&my_sysfsops;

kobject_init_and_add(&obj1->kobj,&my_type,NULL,"mykobj1");/*函數來初始化kobject並把它加入到裝置模型的體系架構*/

kobject_init_and_add(&obj2->kobj,&my_type,&obj1->kobj,"mykobj2");

/*

kobject_init用來初始化kobject結構，kobject_add用來把kobj加入到裝置模型之中。

在實作中，我們先對obj1進行初始化和添加的動作，調用參數裡，parent被賦為NULL，表示obj1沒有父物件，反映到sysfs裡，

my_kobj1的目錄會出現在/sys下，obj2的父物件設定為obj1，那麼my_kobj2的目錄會出現在/sys/my_kobj1下面。

前面提到，kobject也提供了引用計數的功能，雖然本質上是利用kref，但也提供了另外的介面供使用者使用。

kobject_init_and_add和kobject_init這兩個函數被調用後，kobj的引用計數會初始化為1，

所以在module_exit時要記得用kobject_put來釋放引用計數。

*/

return0;

}

staticvoid__exitmykobj_exit(void)

{

printk(KERN_INFO"mykobj_exit\n");

kobject_del(&obj2->kobj);/*先子物件，後父物件*/

kobject_put(&obj2->kobj);

kobject_del(&obj1->kobj);

kobject_put(&obj1->kobj);

return;

}

/*

kobject_del的作用是把kobject從裝置模型的那棵樹裡摘掉，同時sysfs裡相應的目錄也會刪除。

這裡需要指出的是，釋放的順序應該是先子物件，後父物件。

因為kobject_init_and_add和kobject_add這兩個函數會調用kobject_get來增加父物件的引用計數，

所以kobject_del需要調用kobject_put來減少父物件的引用計數。在本例中，如果先通過kobject_put來釋放obj1，

那kobject_del(&obj2->kobj)就會出現記憶體錯誤。

*/

module_init(mykobj_init);

module_exit(mykobj_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");