Linux设备模型 (3)

在上文中，我们介绍到如何使用default attribute。Default attribute使用很方便，但不够灵活。比如上篇文章在Kobject一节中提到的那个例子，name和val这两个attribute使用同一个 show/store函数来访问，如果attribute非常多，show/store函数里的分支就会很凌乱。

为了解决这个问题，我们可以参考内核提供的kobj_attribute。在内核里，kobj_attibute是这样定义的：

view sourceprint?

1	struct kobj_attribute {

2	struct attribute attr;

3	ssize_t (*show)(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,

4	char *buf);

5	ssize_t (*store)(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,

6	const char *buf, size_t count);

7

};

每一个attribute会对应自己的show/store函数，这样就极大的提高了灵活性。可是，在上一篇文章中我们的认知是，sysfs是通过 kobject里的kobj_type->sysfs_ops来读写attribute的，那如果要利用kobj_attribute中的 show/store来读写attribute的话，就必须在kobj_type->sysfs_ops里指定。Linux内核提供了一个默认的 kobj_type类型dynamic_kobj_ktype来实现上述的操作。

view sourceprint?

01	/* default kobject attribute operations */

02	static ssize_t kobj_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

03	char *buf)

04

{

05	struct kobj_attribute *kattr;

06	ssize_t ret = -EIO;

07

08	kattr = container_of(attr, struct kobj_attribute, attr);

09	if (kattr->show)

10	ret = kattr->show(kobj, kattr, buf);

11	return ret;

12

}

13

14	static ssize_t kobj_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

15	const char *buf, size_t count)

16

{

17	struct kobj_attribute *kattr;

18	ssize_t ret = -EIO;

19

20	kattr = container_of(attr, struct kobj_attribute, attr);

21	if (kattr->store)

22	ret = kattr->store(kobj, kattr, buf, count);

23	return ret;

24

}

25

26	const struct sysfs_ops kobj_sysfs_ops = {

27	.show   = kobj_attr_show,

28	.store  = kobj_attr_store,

29

};

30

31	static void dynamic_kobj_release(struct kobject *kobj)

32

{

33	pr_debug("kobject: (%p): %s\n", kobj, __func__);

34	kfree(kobj);

35

}

36

37	static struct kobj_type dynamic_kobj_ktype = {

38	.release    = dynamic_kobj_release,

39	.sysfs_ops  = &kobj_sysfs_ops,

40

};

kobj_attribute是内核提供给我们的一种更加灵活的处理attribute的方式，但是它还不够。只有当我们使用 kobject_create来创建kobject时，使用kobj_attribute才比较方便，但大部分情况下，我们是把kobject内嵌到自己 的结构里，此时就无法直接使用内核提供的dynamic_kobj_ktype，因此，我们需要创建自己的kobj_attribute。

 

本文接下来将围绕一个实作来看看如何创建自己的kobj_attribute，sample code可以从这里下载。这个sample code是基于上篇文章kobject中的例子修改而来的，看过那个例子的读者应该会比较轻松。

 

首先，我们需要定义自己的attribute：

view sourceprint?

1	struct my_attribute {

2	struct attribute attr;

3	ssize_t (*show)(struct my_kobj *obj, struct my_attribute *attr,

4	char *buf);

5	ssize_t (*store)(struct my_kobj *obj, struct my_attribute *attr,

6	const char *buf, size_t count);

7

};

在my_attribute里，我们的show/store直接操作my_kobj，这样更加方便。

参考Linux内核，kobj_type里的sysfs_ops这样定义：

view sourceprint?

01	static ssize_t my_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

02	char *buf)

03

{

04	struct my_attribute *my_attr;

05	ssize_t ret = -EIO;

06

07	my_attr = container_of(attr, struct my_attribute, attr);

08	if (my_attr->show)

09	ret = my_attr->show(container_of(kobj, struct my_kobj, kobj),

10	my_attr, buf);

11	return ret;

12

}

13

14	static ssize_t my_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

15	const char *buf, size_t count)

16

{

17	struct my_attribute *my_attr;

18	ssize_t ret = -EIO;

19

20	my_attr = container_of(attr, struct my_attribute, attr);

21	if (my_attr->store)

22	ret = my_attr->store(container_of(kobj, struct my_kobj, kobj),

23	my_attr, buf, count);

24	return ret;

25

}

下面就可以分别对name和val两个attribute定义自己的show/store。name这个attribute是只读的，只要为它定义show即可。

view sourceprint?

01	ssize_t name_show(struct my_kobj *obj, struct my_attribute *attr, char *buffer)

02

{

03	return sprintf(buffer, "%s\n", kobject_name(&obj->kobj));

04

}

05

06	ssize_t val_show(struct my_kobj *obj, struct my_attribute *attr, char *buffer)

07

{

08	return sprintf(buffer, "%d\n", obj->val);

09

}

10

11	ssize_t val_store(struct my_kobj *obj, struct my_attribute *attr,

12	const char *buffer, size_t size)

13

{

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

15

16	return size;

17

}

接下来，利用内核提供的宏__ATTR来初始化my_attribute，并建立attribute数组。

view sourceprint?

1	struct my_attribute name_attribute = __ATTR(name, 0444, name_show, NULL);

2	struct my_attribute val_attribute = __ATTR(val, 0666, val_show, val_store);

3

4	struct attribute *my_attrs[] = {

5	&name_attribute.attr,

6	&val_attribute.attr,

7

NULL,

8

};

其中，宏__ATTR的定义如下：

view sourceprint?

1	#define __ATTR(_name,_mode,_show,_store) { \

2	.attr = {.name = __stringify(_name), .mode = _mode },   \

3	.show   = _show,                    \

4	.store  = _store,                   \

5

}

在module_init里，我们调用sysfs_create_files来把attribute增加到sysfs中。

view sourceprint?

1	retval = sysfs_create_files(&obj->kobj,

2	(const struct attribute **)my_attrs);

3	if (retval) {

4

// ...

5

}

在kobject对应的目录里，还可以创建子目录，Linux内核里是用attribute_group来实现。在本例中，我们可以这么做：

view sourceprint?

1	struct attribute_group my_group = {

2	.name     = "mygroup",

3	.attrs    = my_attrs,

4

};

然后在module_init里调用sysfs_create_group来添加。

view sourceprint?

1	retval = sysfs_create_group(&obj->kobj, &my_group);

2	if (retval) {

3

// ...

4

}

本例创建的attribute_group中包含的attribute也是my_attrs，所以在子目录mygroup下的文件和mykobj目录下的文件完全一致。

最后我们得到的目录结构是这样的。

mykobj/
|-- mygroup
|   |-- name
|   `-- val
|-- name
`-- val

完成这个实作之后，你可以用命令echo 2 > /sys/mykobj/val来修改mykobj下的val文件，可以观察到/sys/mykobj/mygroup/val的内容也会变成2，反之亦然。

sysfs只是内核对象在用户 空间的一个视图，我们在内核里创建一个kobject或者kset，Linux内核就会帮我们在用户空间建立一个对应的目录结构，使得我们可以很方便的在 用户空间trace内核的信息。而反过来，在sysfs里的一个目录，到底在内核里对应的是kset抑或是kobject，就不是那么重要了。比如在本文 中，用sysfs_create_group也可以在sysfs中创建一个目录，而这个目录并没有对应内核里的kobject或kset，使用group 只是为了更清晰的组织我们的内核数据结构。
在sysfs中判断一个目录对应的到底是kset（kobject）还是group是很难做到的，而且 也没有必要。如果你去trace内核代码，应该很容易看到sysfs_create_group是调用sysfs_create_subdir来完成 的，sysfs_create_subdir只是在kobj对应的sysfs_dirent下面建立一个子目录，这个子目录并没有kobject与之对 应。