作者：Younger Liu

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sysfs文件系统下的每个目录对应于一个kobj，kset是kobj的封装，内嵌了一个kobj，其代表kset自身，ktype代表属性操作集，但由于通用性，因此把ktype单独剥离出来，kobj，kset，ktype成为了各个驱动模型最底层的关联元素，并由此形成了sys下的各种拓扑结构。

1 kobject，kset，子系统层次结构

内核通常用kobject
结构将各个对象连接起来组成一个分层的结构体系。

一个 kset是嵌入到相同类型结构的 kobject的集合。

structkobj_type 关注的是对象的类型，而structkset关心的是对象的集合，可认为kset是kobjects的顶层容器类。每个
kset在内部包含自己的 kobject,并可以用多种处理kobject的方法处理kset。
kset总是在 sysfs中出现;一旦设置了 kset并把它添加到系统中,
将在 sysfs
中创建一个目录；kobjects不必在 sysfs中表示,但kset中的每一个
kobject成员都在sysfs中得到表述。

2 如何实现sysfs接口

kobject是在 sysfs虚拟文件系统后的机制。对每个在 sysfs中的目录,在内核中都会有一个
kobject与之对应。每个 kobject都输出一个或多个属性,它在 kobject的
sysfs 目录中以文件的形式出现,其中的内容由内核产生。

当创建kobject
时, 每个 kobject都被给定一系列默认属性。这些属性保存在kobj_type结构中:

struct kobj_type {

 void (*release)(struct kobject *);

 struct sysfs_ops *sysfs_ops;/*提供实现以下属性的方法*/

 struct attribute **default_attrs; /*用于保存类型属性列表（指针的指针） */

};

struct attribute {

 char *name;/*属性的名字( 在 kobject 的 sysfs 目录中显示)*/

 struct module *owner;/*指向模块的指针(如果有), 此模块负责实现这个属性*/

 mode_t mode; /*属性的保护位,modes 的宏定义在 <linux/stat.h>:例如S_IRUGO 为只读属性等等*/

}; /*default_attrs 列表中的最后一个元素必须用 0 填充*/

sysfs 读写这些属性是由 kobj_type->sysfs_ops成员中的函数完成的:

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

当用户空间读取一个属性时，内核会使用指向 kobject的指针（kobj）和正确的属性结构（*attr）来调用show方法，该方法将给定属性值编码进缓冲(buffer)（注意不要越界(
PAGE_SIZE字节)），并返回实际数据长度。sysfs的约定要求每个属性应当包含一个可读值;若返回大量信息,需将它分为多个属性.

也可对所有 kobject
关联的属性使用同一个 show
方法，用传递到函数的 attr
指针来判断所请求的属性。有的 show方法包含对属性名字的检查。有的show方法会将属性结构嵌入另一个结构,这个结构包含需要返回属性值的信息，这时可用container_of获得上层结构的指针以返回属性值的信息。

store方法将存在缓冲（buffer）的数据( size为数据的长度，不能超过
PAGE_SIZE )解码并保存新值到属性（*attr）,返回实际解码的字节数。store方法只在拥有属性的写权限时才能被调用。此时注意：接收来自用户空间的数据一定要验证其合法性。如果到数据不匹配,返回一个负的错误值。

3 案例

/**********************************************

 * Author:lewiyon@hotmail.com

 * File name:kset_sample.c

 * Description: ksetexample

 * Date: 2011-12-10

 *********************************************/

#include <linux/kobject.h>

#include <linux/string.h>

#include <linux/sysfs.h>

#include <linux/slab.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/init.h>

/*

 * 将要创建的文件foo对应的kobj.

 */

struct foo_obj {

       struct kobject kobj;

       int foo;

       int baz;

       int bar;

};

/* 通过域成员返回结构体的指针 */

#define to_foo_obj(x) container_of(x, struct foo_obj, kobj)

/* 属性 */

struct foo_attribute {

       struct attributeattr;

       ssize_t(*show)(struct foo_obj *foo, struct foo_attribute *attr, char *buf);

       ssize_t(*store)(struct foo_obj *foo, struct foo_attribute *attr, const char *buf,size_t count);

};

#define to_foo_attr(x) container_of(x, struct foo_attribute,attr)

/*

 * 属性foo信息显示函数 (涉及文件目录foo/)

 */

static ssize_t foo_attr_show(struct kobject *kobj,

                          struct attribute *attr,

                          char *buf)

{

       struct foo_attribute*attribute;

       struct foo_obj *foo;

       attribute =to_foo_attr(attr);

       foo =to_foo_obj(kobj);

       if(!attribute->show)

              return -EIO;

       returnattribute->show(foo, attribute, buf);

}

/*

 * 属性foo存储函数(涉及文件目录foo/) (when a value is writtento a file.)

 */

static ssize_t foo_attr_store(struct kobject *kobj,

                           struct attribute *attr,

                           const char *buf, size_t len)

{

       struct foo_attribute*attribute;

       struct foo_obj *foo;

       attribute =to_foo_attr(attr);

       foo =to_foo_obj(kobj);

       if(!attribute->store)

              return -EIO;

       returnattribute->store(foo, attribute, buf, len);

}

/*

 * foo的show/store列表

 */

static const struct sysfs_ops foo_sysfs_ops = {

       .show =foo_attr_show,

       .store =foo_attr_store,

};

/*

 * The release functionfor our object.  This is REQUIRED by thekernel to

 * have.  We free the memory held in our object here.

 */

static void foo_release(struct kobject *kobj)

{

       struct foo_obj *foo;

       foo =to_foo_obj(kobj);

       kfree(foo);

}

/*

 * 当需要从foo文件中读取信息时，调用此函数

 */

static ssize_t foo_show(struct foo_obj *foo_obj, structfoo_attribute *attr,

                     char*buf)

{

       return sprintf(buf,"%d\n", foo_obj->foo);

}

/*

 * 当往foo文件写入信息时，调用此函数

 */

static ssize_t foo_store(struct foo_obj *foo_obj, structfoo_attribute *attr,

                      const char *buf, size_t count)

{

       sscanf(buf,"%du", &foo_obj->foo);

       return count;

}

static struct foo_attribute foo_attribute =

       __ATTR(foo, 0666,foo_show, foo_store);

/*

 * foo_ktype的属性列表

 */

static struct attribute *foo_default_attrs[] = {

       &foo_attribute.attr,

       NULL,     /* need to NULL terminate the list ofattributes */

};

/*

 * 定义kobj_type结构体

 * 指定sysfs_ops,release函数, 属性列表foo_default_attrs

 */

static struct kobj_type foo_ktype = {

       .sysfs_ops =&foo_sysfs_ops,

       .release =foo_release,

       .default_attrs =foo_default_attrs,

};

static struct kset *example_kset;

static struct foo_obj *foo_obj;

static struct foo_obj *create_foo_obj(const char *name)

{

       struct foo_obj *foo;

       int retval;

       /* allocate thememory for the whole object */

       foo =kzalloc(sizeof(*foo), GFP_KERNEL);

       if (!foo)

              return NULL;

       foo->kobj.kset =example_kset;

    /*

     * 初始化kobject数据结结构foo->lobj,

     * 即在foo->kobj的层次组织kset中创建个名为name的文件foo/foo

     * 成功返回0

     */

       retval =kobject_init_and_add(&foo->kobj, &foo_ktype, NULL, "%s",name);

       if (retval) {

        /* 减小kobj的引用计数 */

              kobject_put(&foo->kobj);

              return NULL;

       }

       /*

        * 发送 KOBJ_ADD / KOBJ_REMOVE 等事件

        * We are always responsible for sending theuevent that the kobject

        * was added to the system.

        */

       kobject_uevent(&foo->kobj,KOBJ_ADD);

       return foo;

}

static void destroy_foo_obj(struct foo_obj *foo)

{

    /* 减小kobj的引用计数 */

       kobject_put(&foo->kobj);

}

static int __init example_init(void)

{

    /*

     * 动态地在kernel_kobj所对应的目录/sys/kernel/下创建一个目录kset_example

     * 并返回kset_example对应的kset

     */

       example_kset = kset_create_and_add("kset_example",NULL, kernel_kobj);

       if (!example_kset)

              return-ENOMEM;

       foo_obj =create_foo_obj("foo");

       if (!foo_obj)

              gotofoo_error;

      return 0;

foo_error:

       return -EINVAL;

}

static void __exit example_exit(void)

{

       destroy_foo_obj(foo_obj);

       kset_unregister(example_kset);

}

module_init(example_init);

module_exit(example_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("lewiyon <lewiyon@hotmail.com>");

4 参考资料：

sysfs文件系统详解：http://blog.chinaunix.net/u1/55599/showart_1089096.html

sysfs.h源码详析：http://blog.chinaunix.net/u1/55599/showart_1091002.html

作者：Younger Liu

本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。

巴特西

Linux的kobject机制

1 kobject，kset，子系统层次结构

2 如何实现sysfs接口

3 案例

4 参考资料：

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