作者：劉洪濤，華清遠(yuǎn)見(jiàn)嵌入式培訓(xùn)中心高級(jí)講師，ARM公司授權(quán)ATC講師。

在上篇《利用udev、sys動(dòng)態(tài)創(chuàng)建設(shè)備結(jié)點(diǎn)》的記錄中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)中主要依靠下面兩個(gè)功能完成的：

1、在/sys/class下創(chuàng)建farsight_class類

my_class =class_create(THIS_module, "farsight_class");

2、在farsight_class中創(chuàng)建新的class設(shè)備

class_device_create(my_class,NULL, devno, NULL,"farsight_dev");

然后會(huì)在/sys中出現(xiàn)如圖的文件結(jié)構(gòu)：

其中”dev”和uevent都是“屬性”，可以讀取dev獲取設(shè)備的主次設(shè)備號(hào)；也可以對(duì)uevent操作；讓內(nèi)核發(fā)出“add”事件用于熱插拔。如：

注：這里寫入任何值都會(huì)導(dǎo)致“add”事件的產(chǎn)生，udevmonitor檢測(cè)時(shí)現(xiàn)象如下：

UEVENT[1220019773.507374] add????? /class/farsight_class/farsight_dev (farsight_class)

那么上述功能實(shí)現(xiàn)的原理是什么呢？現(xiàn)在就要過(guò)度到本文的主題ktype的使用了。先認(rèn)識(shí)下這個(gè)結(jié)構(gòu)

kype的結(jié)構(gòu)定義為：

STruct kobj_type {

void (*release)(struct kobject *);

struct sysfs_ops *sysfs_ops;/*提供實(shí)現(xiàn)以下屬性的方法*/

struct attribute **default_attrs; /*用于保存類型屬性列表（指針的指針） */

};

其中 attribute定義為：

struct attribute {

char *name;/*屬性的名字(在kobject的sysfs 目錄中顯示，如上文的dev、uvent)*/

struct module *owner;/*指向模塊的指針(如果有), 此模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)這個(gè)屬性*/

mode_t mode; /*屬性的保護(hù)位,modes 的宏定義在 <linux/stat.h>:例如S_IRUGO 為只讀屬性等等*/

}; /*default_attrs 列表中的最后一個(gè)元素必須用 0 填充*/

sysfs 系統(tǒng)中的屬性讀寫是由 kobj_type->sysfs_ops 成員中的函數(shù)完成的:

struct sysfs_ops {

ssize_t (*show)(struct kobject *kobj, struct attribute *attr, char *buffer);

ssize_t (*store)(struct kobject *kobj, struct attribute *attr, const char *buffer, size_t size);

};

當(dāng)用戶空間讀取一個(gè)屬性時(shí)（如：#cat dev），內(nèi)核會(huì)使用指向 kobject 的指針（kobj）和正確的屬性結(jié)構(gòu)（*attr）來(lái)調(diào)用show 方法，該方法將給定屬性值編碼進(jìn)緩沖(buffer)（注意不要越界( PAGE_SIZE 字節(jié))）， 并返回實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

也可對(duì)所有 kobject （通常指在一個(gè)kset關(guān)聯(lián)的范圍內(nèi)）關(guān)聯(lián)的屬性使用同一個(gè) show 方法，用傳遞到函數(shù)的 attr 指針來(lái)判斷所請(qǐng)求的屬性。有的 show 方法包含對(duì)屬性名字的檢查。有的show 方法會(huì)將屬性結(jié)構(gòu)嵌入另一個(gè)結(jié)構(gòu)（本文舉的例子就是用的這種方法）, 這個(gè)結(jié)構(gòu)包含需要返回屬性值的信息，這時(shí)可用container_of 獲得上層結(jié)構(gòu)的指針以返回屬性值的信息。

當(dāng)用戶空間寫入一個(gè)屬性時(shí)（如echo “hello” > event）內(nèi)核會(huì)使用指向 kobject 的指針（kobj）和正確的屬性結(jié)構(gòu)（*attr）來(lái)調(diào)用store 方法。

store 方法將存在緩沖（buffer）的數(shù)據(jù)( size為數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，不能超過(guò) PAGE_SIZE )解碼并保存新值到屬性（*attr）, 返回實(shí)際解碼的字節(jié)數(shù)。store 方法只在擁有屬性的寫權(quán)限時(shí)才能被調(diào)用。此時(shí)注意：接收來(lái)自用戶空間的數(shù)據(jù)一定要驗(yàn)證其合法性。如果到數(shù)據(jù)不匹配, 返回一個(gè)負(fù)的錯(cuò)誤值。

每一個(gè) kobject 需要有一個(gè)關(guān)聯(lián)的 kobj_type 結(jié)構(gòu)，指向這個(gè)結(jié)構(gòu)的指針能在 2 個(gè)不同的地方找到：

（1）kobject 結(jié)構(gòu)自身包含一個(gè)成員(ktype)指向kobj_type ；

struct kobject {

……

struct kobj_type * ktype;/*負(fù)責(zé)對(duì)該kobject類型進(jìn)行跟蹤的struct kobj_type的指針*/

……

}

（2）如果這個(gè) kobject 是一個(gè) kset 的成員, kset 會(huì)提供kobj_type 指針。

struct kset {

struct kobj_type * ktype; /*指向該kset對(duì)象類型的指針*/

……

}

訪問(wèn)屬性的時(shí)候到底是用的哪個(gè)kobj_type呢？

下面這個(gè)函數(shù)用以查找指定kobject的kobj_type 指針：

static inline struct kobj_type * get_ktype(struct kobject * k)

{

if (k->kset && k->kset->ktype)

return k->kset->ktype;

else

return k->ktype;

}

上面可以看出，kset中的ktype這個(gè)類型優(yōu)先于 kobject 自身中的 ktype 。因此在典型的應(yīng)用中, 在 struct kobject 中的 ktype 成員被設(shè)為 NULL, 而 kset 中的ktype是實(shí)際被使用的。

下面通過(guò)跟蹤class_device_create(my_class,NULL, devno, NULL,"farsight_dev");來(lái)確定ktype的使用。

1、

struct class_device *class_device_create（……）

{

……

retval = class_device_register(class_dev);

}

2、

int class_device_register(struct class_device *class_dev)

{

class_device_initialize(class_dev);

return class_device_add(class_dev);

}

3、

void class_device_initialize(struct class_device *class_dev)

{

kobj_set_kset_s(class_dev, class_obj_subsys);

kobject_init(&class_dev->kobj);

INIT_LIST_HEAD(&class_dev->node);

}

4、

#define kobj_set_kset_s(obj,subsys)

(obj)->kobj.kset = &(subsys).kset

從中可以看出名為“farsight_dev”的kobject對(duì)應(yīng)的kset是class_obj_subsys.kset

5、

看看class_obj_subsys的定義

static decl_subsys(class_obj, &ktype_class_device, &class_uevent_ops);

#define decl_subsys(_name,_type,_uevent_ops)

struct subsystem _name##_subsys = {

.kset = {

.kobj = { .name = __stringify(_name) },

.ktype = _type,

.uevent_ops =_uevent_ops,

}

}

所以kset對(duì)應(yīng)的ktype為ktype_class_device

6、

static struct kobj_type ktype_class_device = {

.sysfs_ops????? = &class_dev_sysfs_ops,

.release??? = class_dev_release,

};

7、

static struct sysfs_ops class_dev_sysfs_ops = {

.show???? = class_device_attr_show,

.store????? = class_device_attr_store,

};

在操作上文中的“dev”或“uevent”時(shí)都是操作這個(gè)class_dev_sysfs_ops

8、

class_device_attr_show(struct kobject * kobj, struct attribute * attr,

char * buf)

{

struct class_device_attribute * class_dev_attr = to_class_dev_attr(attr);

struct class_device * cd = to_class_dev(kobj);

ssize_t ret = 0;

if (class_dev_attr->show)

ret = class_dev_attr->show(cd, buf);

return ret;

}

class_device_attr_store(struct kobject * kobj, struct attribute * attr,

const char * buf, size_t count)

{

struct class_device_attribute * class_dev_attr = to_class_dev_attr(attr);

struct class_device * cd = to_class_dev(kobj);

ssize_t ret = 0;

if (class_dev_attr->store)

ret = class_dev_attr->store(cd, buf, count);

return ret;

}

可以看出操作函數(shù)會(huì)根據(jù)to_class_dev_attr(attr);找出對(duì)應(yīng)attr的class_dev_attr并調(diào)用其對(duì)應(yīng)的show或store

9、

再跟蹤一下上文中的dev及uvent屬性的定義及其對(duì)應(yīng)的操作函數(shù)

attr->attr.name = "dev";

attr->attr.mode = S_IRUGO;

attr->attr.owner = parent_class->owner;

attr->show = show_dev;

error = class_device_create_file(class_dev, attr);

static ssize_t show_dev(struct class_device *class_dev, char *buf)

{

return print_dev_t(buf, class_dev->devt);//上文中將打印出“252：0”

}

class_dev->uevent_attr.attr.name = "uevent";

class_dev->uevent_attr.attr.mode = S_IWUSR;

class_dev->uevent_attr.attr.owner = parent_class->owner;

class_dev->uevent_attr.store = store_uevent;

error = class_device_create_file(class_dev, &class_dev->uevent_attr);

static ssize_t store_uevent(struct class_device *class_dev,

const char *buf, size_t count)

{

kobject_uevent(&class_dev->kobj, KOBJ_ADD);

return count;

}

可以看出無(wú)論寫入什么值都會(huì)觸發(fā)KOBJ_ADD事件，內(nèi)核調(diào)用kobject_uevent函數(shù)發(fā)送netlink message給用戶空間用戶層，用戶空間可以用udev通過(guò)取到此事件，從而處理熱插拔事件。

“本文由華清遠(yuǎn)見(jiàn)http://www.embedu.org/index.htm提供”