Linux设备模型

这些图形化的工具提供了更加直观的方式来访问设备，但是它们的提供的信息还不够全面，而且没有向内核设备写数据的功能。

如果具体到某一类型的设备，Linux下还有一些专用的工具可以使用。比如面向PCI设备的pciutils，面向USB设备的usbutils，以及面向SCSI设备的lsscsi等。对于Linux开发者来说，有时使用这些专用的工具更加方便。

我们如果要写程序来访问sysfs，可以像读写普通文件一样来操作/sys目录下的文件，或者，也可以使用libsysfs。不过需要注意的是，Linux内核社区并不推荐用libsysfs，因为这个API的更新不够快，赶不上内核的变化。libsysfs已经逐渐背离最初创建它的目标，这个lib带来的问题似乎比它解决的还要多。当然，如果只是要访问设备，一般很少会直接操作sysfs，它太细节太底层了，大部分情况下可以使用更加方便的DeviceKit或者libudev。

总结一下，本文主要简单介绍了Linux设备模型的基本概念和虚拟文件系统sysfs。接下来

的篇章里将和大家继续探讨设备模型在内核空间的一些细节

Linux设备模型2

上一篇文章《Linux设备模型 (1)》主要介绍了Linux设备模型在用户空间的接口sysfs，用户通过这个接口可以一览内核设备的全貌。本文将从Linux内核的角度来看一看这个设备模型是如何构建的。

在Linux内核里，kobject是组成Linux设备模型的基础，一个kobject对应sysfs里的一个目录。从面向对象的角度来说，kobject可以看作是所有设备对象的基类，因为C语言并没有面向对象的语法，所以一般是把kobject内嵌到其他结构体里来实现类似的作用，这里的其他结构体可以看作是kobject的派生类。Kobject为Linux设备模型提供了很多有用的功能，比如引用计数，接口抽象，父子关系等等。引用计数本质上就是利用kref实现的，至于kref的细节可以参考我之前的文章《Linux内核里的“智能指针”》。

另外，Linux设备模型还有一个重要的数据结构kset。Kset本身也是一个kobject，所以它在sysfs里同样表现为一个目录，但它和kobject的不同之处在于kset可以看作是一个容器，如果你把它类比为C++里的容器类如list也无不可。Kset之所以能作为容器来使用，其内部正是内嵌了一个双向链表结构struct list_head。对于list_head的细节可以参考《玩转C链表》一文。

下面这幅图可以用来表示kobject和kset在内核里关系。

在接下来的篇幅里我们会逐步看到这个关系图在内核里是如何建立的。本文的示例代码可以从这里下载，下文中的两个实作都在这个示例代码里。

Kobject

Kobject在Linux内核里的定义如下： ?

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 structkobject { constchar *name; structlist_head entry; structkobject *parent; structkset *kset; structkobj_type *ktype; structsysfs_dirent *sd; structkref kref; unsignedintstate_initialized:1; unsignedintstate_in_sysfs:1; unsignedintstate_add_uevent_sent:1; unsignedintstate_remove_uevent_sent:1; unsignedintuevent_suppress:1; }; 在《Linux设备模型 (1)》里面我们介绍到内核里的设备之间是以树状形式组织的，在这种组织架构里比较靠上层的节点可以看作是下层节点的父节点，反映到sysfs里就是上级目录和下级目录之间的关系，在内核里，正是kobject帮助我们实现这种父子关系。在kobject的定义里，name表示的是kobject在sysfs中的名字；指针parent用来指向kobject的父对象；Kref大家应该比较熟悉了，kobject通过它来实现引用计数；Kset指针用来指向这个kobject所属的kset，下文会再详细描述kset的用法；对于ktype，如果只是望文生义的话，应该是用来描述kobject的类型信息。Ktype的定义如下： ? structkobj_type { 1 void(*release)(structkobject *kobj); 2 conststructsysfs_ops *sysfs_ops; 3 structattribute **default_attrs; 4 }; 5 函数指针release是给kref使用的，当引用计数为0这个指针指向的函数会被调用来释放内存。sysfs_ops和attribute是做什么用的呢？前文里提到，一个kobject对应sysfs里的一个目录，而目录下的文件就是由sysfs_ops和attribute来实现的，其中，attribute定义了kobject的属性，在sysfs里对应一个文件，sysfs_ops用来定义读写这个文件的方法。Ktype里的attribute是默认的属性，另外也可以使用更加灵活的手段，本文的重点还是放在

default attribute。

下面看一个实作。在这个实作里，我们定义一个内嵌kobject的结构。 ? structmy_kobj { 1 intval; 2 structkobject kobj; 3 }; 4 最终我们的目的是在内核里构建这样的架构。

对应sysfs里的目录关系是：

mykobj1/ |-- mykobj2 | |-- name | `-- val |-- name `-- val

这是module_init代码。 ? 1 staticint__init mykobj_init(void)