一起撸linux内核27-初探kobject

囧囧妹 2022-05-15

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一、开篇

接上一节一起撸linux内核26-内核串口驱动分析。

kobject模块是linux设备模型的基础，linux设备模型是使用bus、class、device、driver四个核心数据结构将大量的、不同功能的硬件设备以树状结构的形式进行归纳、抽象，从而方便内核的统一管理。

设备模型有什么优势呢？

代码复用性强，多个设备可以复用一个驱动；
方便资源的动态申请释放；
提供热插拔机制hotplug/uevent；
设备模型借鉴了oop的思想；

二、kobject

主要涉及的文件内核源码/lib/kobject.c和内核源码/include/linux/kobject.h

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_RELEASE
  struct delayed_work  release;
#endif
  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;
  unsigned int uevent_suppress:1;
};

核心结构体kobject ，里面的name很关键，它就是我们经常在/sys/下看见的文件名。里面还有一个parent指针，通过该指针可以把不同层次的kobject组织起来。kref里有一个refcount原子计数用来统计该kobject被引用的次数，当引用计数减少到0时可以通过释放接口来释放掉kobject内存。

我们通过一个简单的示例来了解一下。

涉及的api有这么几个：



//动态创建一个kobject结构体
struct kobject *kobject_create(void)
//动态创建一个kobject结构体并注册进sysfs
struct kobject *kobject_create_and_add(const char *name, struct kobject *parent)
//初始化kobject结构
void kobject_init(struct kobject *kobj, struct kobj_type *ktype)


//为kobject结构赋值
int kobject_add(struct kobject *kobj, struct kobject *parent,
const char *fmt, ...


//初始化kobject结构并赋值，是koject_init和kobject_add的结合体
int kobject_init_and_add(struct kobject *kobj, struct kobj_type *ktype,
struct kobject *parent, const char *fmt, ...)


//从设备层次删除kobject结构
void kobject_del(struct kobject *kobj)


//kobject引用计数加1，同时返回该结构指针
struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)


//减少引用计数如果引用计数为0则调用kobject_release清除kobject结构
void kobject_put(struct kobject *kobj)

我们通过一个内核驱动来简单展示一下，代码如下：



/**
* @file kobject.c
* @brief
* @author zshare
* @version v1.0
* @date 2022-05-15
* @history  
*/


#include <linux/module.h>//对应内核源码中include/linux/module.h
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>  包含了module_init和module_exit的声明
#include <linux/cdev.h>  包含字符设备操作函数
#include <linux/fs.h>  包含文件接口操作函数
#include <linux/uaccess.h>  
#include <asm/atomic.h>
#include <linux/slab.h>


#define _log_
#ifdef _log_
  #define kernel_print(format, arg...) printk(format,## arg)
#else
  #define kernel_print(format, arg...) do{}while(0)
#endif
#define VERSION "V1.0"
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned int u32;
#define nil NULL
#define CMD_GET_VERSION 0x01


static struct kobject *kobj_test;


static int __init kobject_test_init(void){
    kobj_test = kobject_create_and_add("hello", kernel_kobj);
    if(!kobj_test){
        printk("kobject create failed!\n");
        return -ENOMEM;
    }
    return 0;
}


static void __exit kobject_test_exit(void){
    kobject_put(kobj_test);
}


module_init(kobject_test_init);
module_exit(kobject_test_exit);


MODULE_LICENSE("GPL");//软件代码接受的许可协议General Public License
MODULE_AUTHOR("Share");//声明作者
MODULE_DESCRIPTION("kobject test module");//模块简单的描述
MODULE_VERSION(VERSION);//模块版本
MODULE_ALIAS("route");//模块在用户空间的别名

我们make编译一下，并查看一下/sys/kernel/下的文件：

插入ko文件再来看/sys/kernel/

可以看见我们在驱动中注册的hello目录，该目录下什么都没有因为我们只进行了注册，并没有进行任何操作。通过rmmod卸载ko后改目录也就跟着消失了。

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linux系统 include

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