Linux的kobject机制

其他 2018-07-08 19:32:48 阅读次数: 0

https://blog.csdn.net/younger_china/article/details/11180385


作者：Younger Liu，本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。 

sysfs文件系统下的每个目录对应于一个kobj，kset是kobj的封装，内嵌了一个kobj，其代表kset自身，ktype代表属性操作集，但由于通用性，因此把ktype单独剥离出来，kobj，kset，ktype成为了各个驱动模型最底层的关联元素，并由此形成了sys下的各种拓扑结构。

1          kobject，kset，子系统层次结构

内核通常用kobject结构将各个对象连接起来组成一个分层的结构体系。

 

一个 kset是嵌入到相同类型结构的 kobject的集合。

struct kobj_type 关注的是对象的类型，而struct kset关心的是对象的集合，可认为kset是kobjects的顶层容器类。每个 kset 在内部包含自己的 kobject,并可以用多种处理kobject的方法处理kset。 kset总是在 sysfs中出现;一旦设置了 kset并把它添加到系统中,将在 sysfs 中创建一个目录；kobjects不必在 sysfs中表示, 但kset中的每一个 kobject成员都在sysfs中得到表述。

 

2          如何实现sysfs接口

kobject 是在 sysfs虚拟文件系统后的机制。对每个在 sysfs中的目录,在内核中都会有一个 kobject与之对应。每个 kobject都输出一个或多个属性,它在 kobject 的 sysfs目录中以文件的形式出现,其中的内容由内核产生。

当创建kobject 时,每个 kobject都被给定一系列默认属性。这些属性保存在 kobj_type结构中:

  1. struct kobj_type {
  2. void (*release)(struct kobject *);
  3. struct sysfs_ops *sysfs_ops; /*提供实现以下属性的方法*/
  4. struct attribute **default_attrs; /*用于保存类型属性列表（指针的指针） */
  5. };
  6. struct attribute {
  7. char *name; /*属性的名字( 在 kobject 的 sysfs 目录中显示)*/
  8. struct module *owner; /*指向模块的指针(如果有), 此模块负责实现这个属性*/
  9. mode_t mode; /*属性的保护位,modes 的宏定义在 <linux/stat.h>:例如S_IRUGO 为只读属性等等*/
  10. }; /*default_attrs 列表中的最后一个元素必须用 0 填充*/

sysfs 读写这些属性是由 kobj_type->sysfs_ops成员中的函数完成的:

  1. struct sysfs_ops {
  2. ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *, char *);
  3. ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *, const char *, size_t);
  4. const void *(* namespace)(struct kobject *, const struct attribute *);
  5. };

当用户空间读取一个属性时，内核会使用指向 kobject的指针（kobj）和正确的属性结构（*attr）来调用show方法，该方法将给定属性值编码进缓冲(buffer)（注意不要越界( PAGE_SIZE字节)），并返回实际数据长度。sysfs的约定要求每个属性应当包含一个可读值;若返回大量信息,需将它分为多个属性.

也可对所有 kobject关联的属性使用同一个 show方法，用传递到函数的 attr指针来判断所请求的属性。有的 show方法包含对属性名字的检查。有的show方法会将属性结构嵌入另一个结构,这个结构包含需要返回属性值的信息，这时可用container_of获得上层结构的指针以返回属性值的信息。

store 方法将存在缓冲（buffer）的数据( size为数据的长度，不能超过 PAGE_SIZE )解码并保存新值到属性（*attr）,返回实际解码的字节数。store方法只在拥有属性的写权限时才能被调用。此时注意：接收来自用户空间的数据一定要验证其合法性。如果到数据不匹配,返回一个负的错误值。

3          案例

  1. /**********************************************
  2. * Author: [email protected]
  3. * File name: kset_sample.c
  4. * Description: kset example
  5. * Date: 2011-12-10
  6. *********************************************/
  8. #include <linux/kobject.h>
  9. #include <linux/string.h>
  10. #include <linux/sysfs.h>
  11. #include <linux/slab.h>
  12. #include <linux/module.h>
  13. #include <linux/init.h>
  15. /*
  16. * 将要创建的文件foo对应的kobj.
  17. */
  18. struct foo_obj {
  19. struct kobject kobj;
  20. int foo;
  21. int baz;
  22. int bar;
  23. };
  25. /* 通过域成员返回结构体的指针 */
  26. #define to_foo_obj(x) container_of(x, struct foo_obj, kobj)
  28. /* 属性 */
  29. struct foo_attribute {
  30. struct attribute attr;
  31. ssize_t (*show)(struct foo_obj *foo, struct foo_attribute *attr, char *buf);
  32. ssize_t (*store)(struct foo_obj *foo, struct foo_attribute *attr, const char *buf, size_t count);
  33. };
  35. #define to_foo_attr(x) container_of(x, struct foo_attribute, attr)
  37. /*
  38. * 属性foo信息显示函数 (涉及文件目录foo/)
  39. */
  40. static ssize_t foo_attr_show(struct kobject *kobj,
  41. struct attribute *attr,
  42. char *buf)
  43. {
  44. struct foo_attribute *attribute;
  45. struct foo_obj *foo;
  47. attribute = to_foo_attr(attr);
  48. foo = to_foo_obj(kobj);
  50. if (!attribute->show)
  51. return -EIO;
  53. return attribute->show(foo, attribute, buf);
  54. }
  56. /*
  57. * 属性foo存储函数(涉及文件目录foo/) (when a value is written to a file.)
  58. */
  59. static ssize_t foo_attr_store(struct kobject *kobj,
  60. struct attribute *attr,
  61. const char *buf, size_t len)
  62. {
  63. struct foo_attribute *attribute;
  64. struct foo_obj *foo;
  66. attribute = to_foo_attr(attr);
  67. foo = to_foo_obj(kobj);
  69. if (!attribute->store)
  70. return -EIO;
  72. return attribute->store(foo, attribute, buf, len);
  73. }
  75. /*
  76. * foo的show/store列表
  77. */
  78. static const struct sysfs_ops foo_sysfs_ops = {
  79. .show = foo_attr_show,
  80. .store = foo_attr_store,
  81. };
  83. /*
  84. * The release function for our object. This is REQUIRED by the kernel to
  85. * have. We free the memory held in our object here.
  86. */
  87. static void foo_release(struct kobject *kobj)
  88. {
  89. struct foo_obj *foo;
  91. foo = to_foo_obj(kobj);
  92. kfree(foo);
  93. }
  95. /*
  96. * 当需要从foo文件中读取信息时，调用此函数
  97. */
  98. static ssize_t foo_show(struct foo_obj *foo_obj, struct foo_attribute *attr,
  99. char *buf)
  100. {
  101. return sprintf(buf, "%d\n", foo_obj->foo);
  102. }
  104. /*
  105. * 当往foo文件写入信息时，调用此函数
  106. */
  107. static ssize_t foo_store(struct foo_obj *foo_obj, struct foo_attribute *attr,
  108. const char *buf, size_t count)
  109. {
  110. sscanf(buf, "%du", &foo_obj->foo);
  111. return count;
  112. }
  114. static struct foo_attribute foo_attribute =
  115. __ATTR(foo, 0666, foo_show, foo_store);
  117. /*
  118. * foo_ktype的属性列表
  119. */
  120. static struct attribute *foo_default_attrs[] = {
  121. &foo_attribute.attr,
  122. NULL, /* need to NULL terminate the list of attributes */
  123. };
  125. /*
  126. * 定义kobj_type结构体
  127. * 指定sysfs_ops,release函数, 属性列表foo_default_attrs
  128. */
  129. static struct kobj_type foo_ktype = {
  130. .sysfs_ops = &foo_sysfs_ops,
  131. .release = foo_release,
  132. .default_attrs = foo_default_attrs,
  133. };
  135. static struct kset *example_kset;
  136. static struct foo_obj *foo_obj;
  138. static struct foo_obj *create_foo_obj(const char *name)
  139. {
  140. struct foo_obj *foo;
  141. int retval;
  143. /* allocate the memory for the whole object */
  144. foo = kzalloc( sizeof(*foo), GFP_KERNEL);
  145. if (!foo)
  146. return NULL;
  148. foo->kobj.kset = example_kset;
  150. /*
  151. * 初始化kobject数据结结构foo->lobj,
  152. * 即 在foo->kobj的层次组织kset中创建个名为name的文件foo/foo
  153. * 成功返回0
  154. */
  155. retval = kobject_init_and_add(&foo->kobj, &foo_ktype, NULL, "%s", name);
  156. if (retval) {
  157. /* 减小kobj的引用计数 */
  158. kobject_put(&foo->kobj);
  159. return NULL;
  160. }
  162. /*
  163. * 发送 KOBJ_ADD / KOBJ_REMOVE 等事件
  164. * We are always responsible for sending the uevent that the kobject
  165. * was added to the system.
  166. */
  167. kobject_uevent(&foo->kobj, KOBJ_ADD);
  169. return foo;
  170. }
  172. static void destroy_foo_obj(struct foo_obj *foo)
  173. {
  174. /* 减小kobj的引用计数 */
  175. kobject_put(&foo->kobj);
  176. }
  178. static int __ init example_init(void)
  179. {
  180. /*
  181. * 动态地在kernel_kobj所对应的目录/sys/kernel/下创建一个目录kset_example
  182. * 并返回kset_example对应的kset
  183. */
  184. example_kset = kset_create_and_add( "kset_example", NULL, kernel_kobj);
  185. if (!example_kset)
  186. return -ENOMEM;
  188. foo_obj = create_foo_obj( "foo");
  189. if (!foo_obj)
  190. goto foo_error;
  192. return 0;
  194. foo_error:
  195. return -EINVAL;
  196. }
  198. static void __ exit example_exit(void)
  199. {
  200. destroy_foo_obj(foo_obj);
  201. kset_unregister(example_kset);
  202. }
  204. module_init(example_init);
  205. module_exit(example_exit);
  206. MODULE_LICENSE( "GPL");
  207. MODULE_AUTHOR( "Younger Liu <[email protected]>"); 
4          参考资料：
sysfs文件系统详解：http://blog.chinaunix.net/u1/55599/showart_1089096.html
sysfs.h源码详析：http://blog.chinaunix.net/u1/55599/showart_1091002.html
http://www.diybl.com/course/6_system/linux/Linuxjs/2008727/134055.html

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转载自blog.csdn.net/xiaodingqq/article/details/80873530
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