概述

Kobject是linux设备驱动模型的基础,也是设备模型中抽象的一部分。如果想了解设备驱动模型就需要明白Kobject的构成或原理。linux内核为了兼容各种形形色色的设备,就需要对各种设备的共性进行抽象,抽象出一个基类,其余的设备只需要继承此基类就可以了。而此基类就是kobject,但是C语言没有面向对象语法,这时候就需要将此基类(Kobject)嵌入到具体的结构体中,从而就可以访问控制此设备的操作。通常驱动程序员很少使用到kobject结构及其相关接口,而是使用封装之后的更高层的接口函数。

Kobject结构体

内核使用kobject来表示内核一个对象。
struct kobject {const char      *name;struct list_head  entry;struct kobject        *parent;struct kset     *kset;struct kobj_type  *ktype;struct kernfs_node   *sd;struct kref     kref;
#ifdef CONFIG_DEBUG_KOBJECT_RELEASEstruct delayed_work  release;
#endifunsigned int state_initialized:1;unsigned int state_in_sysfs:1;unsigned int state_add_uevent_sent:1;unsigned int state_remove_uevent_sent:1;unsigned int uevent_suppress:1;
};

name:   用来表示内核对象的名称,如果该内核对象加入到系统,那么它的name就会出现在sys目录下。

entry:    用来将一系列的内核对象kobject连接成链表
parent:  用来指向该内核对象的上层节点,从而可以实现内核对象的层次化结构
kset:      用来执行内核对象所属的kset。kset对象用来容纳一系列同类型的kobject
ktype:    用来定义该内核对象的sys文件系统的相关操作函数和属性。
sd:         用来表示该内核对象在sys文件系统中的目录项实例
kref:       其核心是原子操作变量,用来表示该内核对象的引用计数。
state_initialized: 用来表示该内核对象的初始化状态,1表示已经初始化,0表示未初始化。
state_in_sysfs:   用来表示该内核对象是否在sys中已经存在。
state_add_uevent_sent: 用来表示该内核对象是否向用户空间发送了ADD uevent事件
state_remove_uevent_sent:用来表示该内核对象是否向用户空间发送了Remove uevent事件
uevent_suppress: 用来表示该内核对象状态发生改变时,时候向用户空间发送uevent事件,1表示不发送。
kobject数据结构通常的用法就是嵌入到某一个对象的数据结构中,比如struct device结构
struct device {struct device        *parent;struct device_private   *p;struct kobject kobj;const char       *init_name; /* initial name of the device */const struct device_type *type;

Kobject相关操作函数

kobject相关的操作函数一般驱动程序员是不会直接操作的。
  • kobject_init
该函数用于初始化一个kobject结构。

void kobject_init(struct kobject *kobj, struct kobj_type *ktype)
{char *err_str;if (!kobj) {                                         //合法性检测err_str = "invalid kobject pointer!";goto error;}if (!ktype) {                                       //kobject结构必须设置相应的属性err_str = "must have a ktype to be initialized properly!\n";goto error;}if (kobj->state_initialized) {                      //如果已经初始化,在打印log/* do not error out as sometimes we can recover */printk(KERN_ERR "kobject (%p): tried to init an initialized ""object, something is seriously wrong.\n", kobj);dump_stack();}kobject_init_internal(kobj); kobj->ktype = ktype;                                       return;error:printk(KERN_ERR "kobject (%p): %s\n", kobj, err_str);dump_stack();
}

除了ktype成员外,真正的初始化在kobject_init_internal函数中实现。

static void kobject_init_internal(struct kobject *kobj)
{if (!kobj)return;kref_init(&kobj->kref);                         //原子变量初始化INIT_LIST_HEAD(&kobj->entry);                   //初始化链表kobj->state_in_sysfs = 0;                       //没有出现在sys目录中kobj->state_add_uevent_sent = 0;                 kobj->state_remove_uevent_sent = 0;kobj->state_initialized = 1;                    //已经初始化
}
  • kobject_set_name: 用于设置kobject中的name成员
int kobject_set_name(struct kobject *kobj, const char *fmt, ...)
{va_list vargs;int retval;va_start(vargs, fmt);retval = kobject_set_name_vargs(kobj, fmt, vargs);va_end(vargs);return retval;
}

如果kobject已经被加入到系统当中,就必须使用kobject_rename函数

int kobject_set_name_vargs(struct kobject *kobj, const char *fmt,va_list vargs)
{const char *old_name = kobj->name;char *s;if (kobj->name && !fmt)                    //名字存在返回return 0;kobj->name = kvasprintf(GFP_KERNEL, fmt, vargs);  if (!kobj->name) {kobj->name = old_name;return -ENOMEM;}/* ewww... some of these buggers have '/' in the name ... */while ((s = strchr(kobj->name, '/')))   //除掉name中存在“/”s[0] = '!';kfree(old_name);return 0;
}
  • kobject_get(增加kobject的引用计数)
/*** kobject_get - increment refcount for object.* @kobj: object.*/
struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)
{if (kobj)kref_get(&kobj->kref);      //原子加1操作return kobj;
}
  • kobject_put(减少kobject的引用计数)
/*** kobject_put - decrement refcount for object.* @kobj: object.** Decrement the refcount, and if 0, call kobject_cleanup().*/
void kobject_put(struct kobject *kobj)
{if (kobj) {if (!kobj->state_initialized)             //如果没有初始化,调用put函数,打印logWARN(1, KERN_WARNING "kobject: '%s' (%p): is not ""initialized, yet kobject_put() is being ""called.\n", kobject_name(kobj), kobj);kref_put(&kobj->kref, kobject_release);}
}

如果引用计数变为0,就调用kobject_release函数。

  • kobject_add(增加一个kobject到sys目录下)
int kobject_add(struct kobject *kobj, struct kobject *parent,const char *fmt, ...)
{va_list args;int retval;if (!kobj)return -EINVAL;if (!kobj->state_initialized) {       //没有初始化的kobject,返回错误printk(KERN_ERR "kobject '%s' (%p): tried to add an ""uninitialized object, something is seriously wrong.\n",kobject_name(kobj), kobj);dump_stack();return -EINVAL;}va_start(args, fmt);retval = kobject_add_varg(kobj, parent, fmt, args);    //核心的实现代码va_end(args);return retval;
}
static int kobject_add_varg(struct kobject *kobj, struct kobject *parent,const char *fmt, va_list vargs)
{int retval;retval = kobject_set_name_vargs(kobj, fmt, vargs);         //设置kobject的nameif (retval) {printk(KERN_ERR "kobject: can not set name properly!\n");return retval;}kobj->parent = parent;                   //设置parent成员return kobject_add_internal(kobj);       //调用此函数进行进一步add操作
}
static int kobject_add_internal(struct kobject *kobj)
{int error = 0;struct kobject *parent;if (!kobj)return -ENOENT;if (!kobj->name || !kobj->name[0]) {                  //尝试注册一个name为空的kobjectWARN(1, "kobject: (%p): attempted to be registered with empty ""name!\n", kobj);return -EINVAL;}parent = kobject_get(kobj->parent);                  //kobj的parent的引用计数加1,返回parent/* join kset if set, use it as parent if we do not already have one */if (kobj->kset) {                            if (!parent)                                //在kset存在的前提下,如果kobj的parent节点为NULL,就将kobj的kset中的kobj设置为kobj的parentparent = kobject_get(&kobj->kset->kobj);kobj_kset_join(kobj);                       //添加kobj到kset的list链表中kobj->parent = parent;                      //设置kobj的parent}pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: parent: '%s', set: '%s'\n",kobject_name(kobj), kobj, __func__,parent ? kobject_name(parent) : "<NULL>",kobj->kset ? kobject_name(&kobj->kset->kobj) : "<NULL>");error = create_dir(kobj);                          //在sys下创建目录if (error) {kobj_kset_leave(kobj);kobject_put(parent);kobj->parent = NULL;/* be noisy on error issues */if (error == -EEXIST)WARN(1, "%s failed for %s with ""-EEXIST, don't try to register things with ""the same name in the same directory.\n",__func__, kobject_name(kobj));elseWARN(1, "%s failed for %s (error: %d parent: %s)\n",__func__, kobject_name(kobj), error,parent ? kobject_name(parent) : "'none'");} elsekobj->state_in_sysfs = 1;                  //设置state_in_sysfs为1,代表obj已经初始化在sys中return error;
}

下来大概看看create_dir的过程,也就是创建目录的过程。

static int create_dir(struct kobject *kobj)
{const struct kobj_ns_type_operations *ops;int error;error = sysfs_create_dir_ns(kobj, kobject_namespace(kobj));                     //为kobject创建目录if (error)return error;error = populate_dir(kobj);                                           //填充kobj的属性if (error) {sysfs_remove_dir(kobj);return error;}/** @kobj->sd may be deleted by an ancestor going away.  Hold an* extra reference so that it stays until @kobj is gone.*/sysfs_get(kobj->sd);                                             //kobj->sd引用计数加1/** If @kobj has ns_ops, its children need to be filtered based on* their namespace tags.  Enable namespace support on @kobj->sd.*/ops = kobj_child_ns_ops(kobj);                             //namespace的知识if (ops) {BUG_ON(ops->type <= KOBJ_NS_TYPE_NONE);BUG_ON(ops->type >= KOBJ_NS_TYPES);BUG_ON(!kobj_ns_type_registered(ops->type));sysfs_enable_ns(kobj->sd);}return 0;
}

主要是分析下sysfs_create_dir_ns函数的执行流程。

/*** sysfs_create_dir_ns - create a directory for an object with a namespace tag* @kobj: object we're creating directory for* @ns: the namespace tag to use*/
int sysfs_create_dir_ns(struct kobject *kobj, const void *ns)
{struct kernfs_node *parent, *kn;BUG_ON(!kobj);                            //如果执行到这里,kobj为NULL,就会panicif (kobj->parent)           parent = kobj->parent->sd;         //如果存在parent就在父目录下创建elseparent = sysfs_root_kn;            //如果不存在parent,就在sys目录下创建if (!parent)return -ENOENT;kn = kernfs_create_dir_ns(parent, kobject_name(kobj),        //正真的创建函数,不是此节的重点,不再分析。S_IRWXU | S_IRUGO | S_IXUGO, kobj, ns);if (IS_ERR(kn)) {if (PTR_ERR(kn) == -EEXIST)sysfs_warn_dup(parent, kobject_name(kobj));return PTR_ERR(kn);}kobj->sd = kn;return 0;
}
  • kobject_init_and_add(kobject_init函数和kobject_add函数的合并)
  • kobject_create(动态分析一个kobject)
struct kobject *kobject_create(void)
{struct kobject *kobj;kobj = kzalloc(sizeof(*kobj), GFP_KERNEL);            //分配一个kobject结构if (!kobj)return NULL;kobject_init(kobj, &dynamic_kobj_ktype);              //初始化kobject,kobj_type会在后面说到return kobj;
}
  • kobject_create_and_add(动态创建一个kobject然后注册到sys文件系统中,也就是kobject_create和kobject_add的结合体)
  • kobject_del(从sys删除对应的kobj)
void kobject_del(struct kobject *kobj)
{struct kernfs_node *sd;if (!kobj)return;           //如果不存在,直接返回。sd = kobj->sd;sysfs_remove_dir(kobj);    //从sys目录下删除kobjsysfs_put(sd);             //sd的引用技术减去1kobj->state_in_sysfs = 0;   //表示没有在sys中初始化kobj_kset_leave(kobj);      //如果存在于kset中,从kset中删除kobject_put(kobj->parent);  //parent引用计数减1kobj->parent = NULL;
}

举例

在sys目录下创建一个123_test的文件夹。
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/kobject.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/init.h>static struct kobject *kobj;static int kobject_test_init(void)
{kobj = kobject_create_and_add("123_test", NULL);return 0;
}static void kobject_test_exit(void)
{kobject_del(kobj);
}module_init(kobject_test_init);
module_exit(kobject_test_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");

测试结果如下:

root@test:/sys # ls -l
drwxr-xr-x root     root              2012-01-02 09:31 123_test
drwxr-xr-x root     root              2012-01-02 07:13 bcm-dhd
drwxr-xr-x root     root              2012-01-02 05:02 block
drwxr-xr-x root     root              2012-01-02 05:02 bus
drwxr-xr-x root     root              2012-01-02 05:02 class
....

接着在123_test目录下创建456_test目录,修改代码如下:

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/kobject.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/init.h>static struct kobject *kobj;
static struct kobject *ckobj;static int kobject_test_init(void)
{kobj = kobject_create_and_add("123_test", NULL);ckobj = kobject_create_and_add("456_test", kobj);return 0;
}static void kobject_test_exit(void)
{kobject_del(ckobj);kobject_del(kobj);
}module_init(kobject_test_init);
module_exit(kobject_test_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");

测试结果如下:

root@test:/sys/123_test # ls
456_test

而目前456_test目录下是不存在任何文件的,那是因为我们没有添加该obj的属性,此测试case将在下解完善。

Linux设备驱动模型-Kobject相关推荐

  1. Linux中kobject的作用,Linux设备驱动模型-- 数据结构Kset/KObject

    前言 Kset和kobject是Linux设备驱动模型中的核心数据结构,其主要作用是将系统中的设备抽象出来,以树状结构组织,方便系统统一管理. 而这个统一管理的地方,就是sysfs,先放一张示例图,阐 ...

  2. Linux设备驱动模型二 kobject

    Linux设备驱动模型二 kobject 1 kobject 1.1 kobject数据结构 kobject是sysfs文件系统的基础数据结构,它定义在include/linux/kobjec.h中 ...

  3. 嵌入式Linux驱动笔记(十六)------设备驱动模型(kobject、kset、ktype)

    ###你好!这里是风筝的博客, ###欢迎和我一起交流. 前几天去面试,被问到Linux设备驱动模型这个问题,没答好,回来后恶补知识,找了些资料,希望下次能答出个满意答案. Linux早期时候,一个驱 ...

  4. linux 统一设备模型 pci,Linux设备驱动模型摘抄

    Linux设备驱动模型摘抄Linux设备驱动模型摘抄Linux设备驱动模型摘抄Linux设备驱动模型摘抄Linux设备驱动模型摘抄 Linux设备驱动模型摘抄(1) Linux统一设备模型 简介 Li ...

  5. Linux设备驱动模型1——简介和底层架构

    以下内容源于朱有鹏<物联网大讲堂>课程的学习整理,如有侵权,请告知删除. 一.linux设备驱动模型简介 1.什么是设备驱动模型? (1)类class.总线bus.设备device.驱动d ...

  6. linux平台设备驱动模型是什么意思,Linux设备驱动模型之我理解

    点击(此处)折叠或打开 /* my_bus.c   */ #include #include #include #include #include #include "my_bus.h&qu ...

  7. Linux设备驱动模型之platform(平台)总线详解

    /********************************************************/ 内核版本:2.6.35.7 运行平台:三星s5pv210 /*********** ...

  8. Linux设备驱动模型三 kset

    Linux设备驱动模型三 kset 1 kset数据结构 kset的定义在前文已有描述,我们再回顾一下: [cpp] view plain copy struct kset { /*与子kobject ...

  9. Linux设备驱动模型一 sysfs

    Linux设备驱动模型一 sysfs 1 Linux设备模型 Linux 2.5的内核引入了一种新的设备模型,目的是对计算机上的所有设备进行统一的管理. 它包含以下基础结构: 类型 说明 设备Devi ...

  10. 五.linux设备驱动模型

    站在设备驱动这个角度分析,设备驱动模型是如何构建出来,起到什么作用,认识它并在写驱动的时候去利用设备驱动模型 目录 一.linux 设备驱动模型简介 1.1. 什么是设备驱动模型 1.2. 为什么需要 ...

最新文章

  1. CNN 分类古代陶器,表现超过考古专家,解决“考古学中的肮脏秘密”
  2. 体制内必须要懂的道理77条
  3. 【数据竞赛】这篇文章送给想要学习特征交叉的朋友。
  4. TIME_WAIT简介
  5. LAMP 系统性能调优,第 3 部分: MySQL 服务器调优(转)
  6. 作者:杨晋吉(1968-),男,华南师范大学计算机学院教授。赵淦森(1977-),男,博士,华南师范大学计算机学院教授、副院长。...
  7. 主席树 POJ2104
  8. XP下通过NetMeeting实现桌面共享视频会议
  9. 白帽子讲Web安全(一)浏览器安全
  10. 【洛谷4920】[WC2015] 未来程序(提答题)
  11. 802.11n和802.11ac的MCS速率表
  12. android将控件镜像显示,Android重写ImageView实现图片镜像效果
  13. 自动驾驶、无人驾驶、车联网笔记分享
  14. dpdk 内核模块 Unknown symbol in module 问题
  15. 【315】备份全盘和备份C盘的区别
  16. (web前端网页制作课作业)使用HTML+CSS制作非物质文化遗产专题网页设计与实现
  17. NavCat15安装教程
  18. 扬帆志远:shopee电商海外本土化趋势是大势所趋
  19. 软件公司(Java)转正总结报告,仅供参考
  20. 在PHP代码中空格的写法,html空格代码怎么写?

热门文章

  1. 解决servlet中get方式中中文乱码问题(二):装饰者模式使用
  2. 浅谈css中一个元素如何在其父元素居中显示
  3. 修改/etc/resolv.conf又恢复到原来的状态
  4. CocoaPods安装记录
  5. 推荐使用MEF降低耦合(2)
  6. FREESPACE 发布 logo v1.1
  7. 用ODBC方式操作dbf文件
  8. db2字符串定位_DB2/Oracle/SQL server判断某个字符串或单个字符在源字符串中出现的位置...
  9. Hindex--华为Hbase二级索引
  10. 流媒体技术笔记(DarwinStreamingServer相关)