Linux设备驱动模型

1、Sysfs文件系统"sysfsis a ram-based filesystem initially based on ramfs. It provides ameans to export kernel data structures, their attributes, and thelinkages between them to userspace.”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:1）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）2）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 usbpcmcia 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。3）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。4）Devices:包含系统所有的设备。5）Kernel:内核中的配置参数6）Module:系统中所有模块的信息7）Firmware:系统中的固件8）Fs:描述系统中的文件系统9）Power:系统中电源选项2、K object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。structk object {constchar*name;structlist_headentry;structkobject*parent;//指向父对象structkset*kset;structkobj_type*ktype;structsysfs_dirent *sd;structkrefkref;//对象引用计数unsignedint state_initialized:1;unsignedint state_in_sysfs:1;unsignedint state_add_uevent_sent:1;unsignedint state_remove_uevent_sent:1;};3、Kobject操作         1）voidkobject_init（struct kobject * kobj）初始化kobject结构         2）intkobject_add（struct kobject * kobj）将kobject对象注册到Linux系统         3）intkobject_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
           4）voidkobject_del（struct kobject * kobj）从Linux系统中删除kobject对象           5）structkobject *kobject_get（struct kobject*kobj）将kobject对象的引用计数加1,同时返回该对象指针。           6）voidkobject_put（struct kobject *kobj）将kobject对象的引用计数减1,如果引用计数降为0,则调用release方法释放该kobject对象。4、 Struct kobj_type
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。structkobj_type {void（*release）（struct kobject *kobj）;structsysfs_ops *sysfs_ops;structattribute **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。5、Struct attributestructattribute {char *name; /*属性文件名*/structmodule * owner;mode_tmode; /*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。6、Struct sysfs_opsstructsysfs_ops{ssize_t（*show）（struct kobject *, struct attribute *,char *）;ssize_t（*store）（struct kobject *,struct attribute *,const char *,size_t）;};           1）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;           2）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。7、 kobject实例分析       kobject.c源码#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/stat.h>

MODULE_AUTHOR（"David Xie"）;
MODULE_LICENSE（"Dual BSD/GPL"）; /*声明release、show、store函数*/
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）;/*对应于kobject的目录下的一个文件,Name成员就是文件名*/
struct attribute test_attr = {
        .name = "kobj_config",
        .mode = S_IRWXUGO,
};

static struct attribute *def_attrs[] = {
        &test_attr,
        NULL,
};

/kobject对象的操作
struct sysfs_ops obj_test_sysops =
{
        .show = kobj_test_show,
        .store = kobj_test_store,
};

/*定义kobject对象的一些属性及对应的操作*/
struct kobj_type ktype =
{
        .release = obj_test_release,
        .sysfs_ops=&obj_test_sysops,
        .default_attrs=def_attrs,
}; /*release方法释放该kobject对象*/
void obj_test_release（struct kobject *kobject）
{
        printk（"eric_test: release . "）;
}/*当读文件时执行的操作*/
ssize_t kobj_test_show（struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf）
{
        printk（"have show. "）;
        printk（"attrname:%s. ", attr->name）;
        sprintf（buf,"%s ",attr->name）;
        return strlen（attr->name）+2;
} /*当写文件时执行的操作*/
ssize_t kobj_test_store（struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count）
{
        printk（"havestore "）;
        printk（"write: %s ",buf）;
        return count;
}

struct kobject kobj;//声明kobject对象

static int kobj_test_init（void）
{
        printk（"kboject test init. "）;
        kobject_init_and_add（&kobj,&ktype,NULL,"kobject_test"）;//初始化kobject对象kobj,并将其注册到linux系统
        return 0;
}

static void kobj_test_exit（void）
{
        printk（"kobject test exit. "）;
        kobject_del（&kobj）;
}

module_init（kobj_test_init）; module_exit（kobj_test_exit）;