linux驱动学习(2)——设备驱动模型

 (一)Kobject & Kset

Sysfs文件系统:

"sysfs is a ram-based filesystem initially based on ramfs. It provides a means to export kernel data structures, their attributes, and the linkages between them to userspace.”
--- documentation/filesystems/sysfs.txt
    Linux2.6内核引入了 sysfs 文件系统。sysfs 被看成是与 proc同类别的文件系统。sysfs 把连接在系统上的设备和总线组织成分级的文件，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:

• • Block：在系统中发现的每个块设备在该目录下对应一个子目录。每个子目录中又包含一些属性文件，它们描述了这个块设备的各方面属性，如：设备大小。（loop块设备是使用文件来模拟的）
  • Bus：在内核中注册的每条总线在该目录下对应一个子目录, 如：ide pci scsi usb pcmcia  其中每个总线目录内又包含两个子目录：devices 和 drivers ， devices目录包含了在整个系统中发现的属于该总线类型的设备，drivers目录包含了注册到该总线的所有驱动。
  • Class：将设备按照功能进行的分类，如/sys/class/net目录下包含了所有网络接口
  • Devices：包含系统所有的设备。
  • Kernel:内核中的配置参数
  • Module:系统中所有模块的信息
  • Firmware：系统中的固件
  • Fs: 描述系统中的文件系统
  • Power:系统中电源选项

Kobject

Kobject 实现了基本的面向对象管理机制，是构成Linux2.6设备模型的核心结构。它与sysfs文件系统紧密相连，在内核中注册的每个kobject对象对应sysfs文件系统中的一个目录。

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，形成了一个树状结构。
struct kobject {
　　const char *name;
　　struct list_head entry;
　　struct kobject *parent; //指向父对象
　　struct kset *kset;
　　struct kobj_type *ktype;
　　struct sysfs_dirent *sd;
　　struct kref kref; //对象引用计数
　　unsigned int state_initialized:1;
　　unsigned int state_in_sysfs:1;
　　unsigned int state_add_uevent_sent:1;
　　unsigned int state_remove_uevent_sent:1;

};

Kobject操作:

void kobject_init(struct kobject * kobj)
初始化kobject结构

int kobject_add(struct kobject * kobj)
将kobject对象注册到Linux系统

int kobject_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

void kobject_del(struct kobject * kobj)
从Linux系统中删除kobject对象

struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)
将kobject对象的引用计数加1，同时返回该对象指针。

void kobject_put(struct kobject * kobj)
将kobject对象的引用计数减1，如果引用计数降为0，则调用release方法释放该kobject对象。

Struct kobj_type:

Kobject的ktype成员是一个指向kobj_type结构的指针，该结构中记录了kobject对象的一些属性。

struct kobj_type {
　　void (*release)(struct kobject *kobj);
　　struct sysfs_ops *sysfs_ops;
　　struct attribute **default_attrs;
};

release：

　　用于释放kobject占用的资源，当kobject的引用计数为0时被调用。

Struct attribute:

struct attribute {
　　char * name; /*属性文件名*/
　　struct module * owner;
　　mode_t mode; /*属性的保护位*/
};
struct attribute （属性）：

　　对应于kobject的目录下的一个文件，Name成员就是文件名

Struct sysfs_ops:

struct sysfs_ops
{
　　ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *,char *);
　　ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *,size_t);
};

• • 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；
  • 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。

实例分析:

Kobject.c

Kset

kset是具有相同类型的kobject的集合，在sysfs中体现成一个目录，在内核中用kset数据结构表示，定义为：
struct kset {
　　struct list_head list; //连接该kset中所有kobject的链表头
　　spinlock_t list_lock;
　　struct kobject kobj; //内嵌的kobject
　　struct kset_uevent_ops *uevent_ops; //处理热插拔事件的操作集合
}

Kset操作:

int kset_register(struct kset *kset) 
在内核中注册一个kset
void kset_unregister(struct kset *kset)
从内核中注销一个kset

热插拔事件:

在Linux系统中，当系统配置发生变化时,如:添加kset到系统；移动kobject, 一个通知会从内核空间发送到用户空间,这就是热插拔事件。热插拔事件会导致用户空间中相应的处理程序(如udev,mdev)被调用, 这些处理程序会通过加载驱动程序, 创建设备节点等来响应热插拔事件。

操作集合:

Struct kset_uevent_ops {
　　int (*filter)(struct kset *kset, struct kobject *kobj);
　　const char *(*name)(struct kset *kset, struct kobject *kobj);
　　int (*uevent)(struct kset *kset, struct kobject *kobj,
　　struct kobj_uevent_env *env);
}
kset_uevent_ops:

这三个函数什么时候调用？

• • 当该kset所管理的kobject和kset状态发生变化时（如被加入，移动），这三个函数将被调用。（例：kobject_uevent调用）

这三个函数的功能是什么？

• • filter：决定是否将事件传递到用户空间。如果 filter 返回 0,将不传递事件。（例： uevent_filter）
  • name：用于将字符串传递给用户空间的热插拔处理程序。
  • uevent：将用户空间需要的参数添加到环境变量中。（例：dev_uevent）

Kset.c

linux驱动学习(2)——设备驱动模型

原文：https://www.cnblogs.com/WenLee/p/12115089.html