Kobject & Kset

Sysfs文件系统

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，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，如果引用计数降为，则调用release方法释放该kobject对象。

 

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 {

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

{

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:：

 

void obj_test_release(struct kobject *kobject);

ssize_t kobj_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf);

ssize_t kobj_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count);

 

struct attribute test_attr = {

        .name = "kobj_config",

        .mode = S_IRWXUGO,

};

 

static struct attribute *def_attrs[] = {

        &test_attr,

        NULL,

};

 

 

struct sysfs_ops obj_test_sysops ={

        .show = kobj_test_show,

        .store = kobj_test_store,

};

 

struct kobj_type ktype = {

        .release = obj_test_release,

        .sysfs_ops=&obj_test_sysops,

        .default_attrs=def_attrs,

};

 

void obj_test_release(struct kobject *kobject)

{

        printk("eric_test: release .\n");

}

 

ssize_t kobj_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf)

{

        printk("have show.\n");

        printk("attrname:%s.\n", attr->name);

        sprintf(buf,"%s\n",attr->name);

        return strlen(attr->name)+2;

}

 

ssize_t kobj_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count)

{

        printk("havestore\n");

        printk("write: %s\n",buf);

        return count;

}

 

struct kobject kobj;

static int kobj_test_init(void)

{

        printk("kboject test init.\n");

        kobject_init_and_add(&kobj,&ktype,NULL,"kobject_test");

        return 0;

}

 

static void kobj_test_exit(void)

{

        printk("kobject test exit.\n");

        kobject_del(&kobj);

}

 

module_init(kobj_test_init);

module_exit(kobj_test_exit);

 

源码： kobject.rar   

 

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);

}

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。

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。

Name：负责将相应的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。

int (*uevent)(struct kset *kset,

struct kobject *kobj, /*产生事件的目标对象*/

char **envp,    /*一个保存其他环境变量定义(通常为NAME=value的格式)的数组*/

int num_envp,   /*环境变量数组中包含的变量数（数组大小）*/

char *buffer, int buffer_size/*环境变量被放入的缓冲区的指针和字节数*/

);/*返回值正常时是，若返回非零值将终止热插拔事件的产生*/

 

实例：kset.c