The Linux device model

/sys和 /dev的疑问

1、/dev 下放的是设备文件,是由应用层mknod创建的文件。如果底层驱动对mknod的设备号有对应的驱动,如open等函数,那么应用层open “/dev/**”时,就会调用到底层的驱动。说白了,/dev下放的是内核和应用层交互的文件,让应用层去open,write,poll等。 2、/sys 是个文件系统,你写内核代码时,如果有调用kobj_init等函数,就会在/sys下的相应目录生成相应文件。 它的作用是将内核注册的设备、驱动、BUS连成一个树形结构。 另外,应用层也可以通过读写/sys下的文件和内核进行交互(ktype)。 说白了/sys就是一个树形结构,让你明白内核都有哪些驱动和设备已经bus,方便电源管理。 3、 在篇博客里《图解linux设备模型》中,对udev和sysfs的关系做了更详细的说明。

sysfs底层操作

1、kobject结构 一提到kobject很多人就不想看了,千篇一律。但是使用这个结构,我们可以建立设备驱动模型,所以必须明白。开发驱动程序对我来说,也就是建几个目录,创几个属性文件。内核的设备驱动架构已经打好了,调几个函数来用就可以了。在sysfs文件系统里,kobject对应目录,属性(attribute)对应文件。

struct kobject {const char* k_name;charname[KOBJ_NAME_LEN];struct krefkref;struct list_head entry;struct kobject* parent;struct kset* kset;struct kobj_type * ktype;struct sysfs_dirent * sd;wait_queue_head_t poll;};

kobject内容包括目录的名字,parent上层目录,如果parent=NULL就在/sys下面创建目录。ktype可理解为这个目录的属性。

struct kobj_type {void (*release)(struct kobject *);struct sysfs_ops * sysfs_ops;struct attribute ** default_attrs;};struct sysfs_ops {ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *,char *);//读方法ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *, size_t);//写方法};struct attribute {const char* name;struct module* owner;mode_tmode;};//属性文件的名字,模式,,只读设为S_IRUGO,可写设为S_IWUSR

2、方法(operations) 想一想在文件系统上能干什么呢?无非是创建目录(kobject),创建文件(属性)!

// kobject初始化函数void kobject_init(struct kobject * kobj);*format, …);// 将kobj 对象的引用计数加,同时返回该对象的指针struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj);// 将kobj对象的引用计数减,如果引用计数降为,则调用kobject release()释放该kobject对象void kobject_put(struct kobject * kobj);// 将kobj对象加入Linux设备层次。挂接该kobject对象到kset的list链中,增加父目录各级kobject的引// 用计数,在其parent指向的目录下创建文件节点,并启动该类型内核对象的hotplug函数int kobject_add(struct kobject * kobj);// kobject注册函数,调用kobject init()初始化kobj,再调用kobject_add()完成该内核对象的注册int kobject_register(struct kobject * kobj);// 从Linux设备层次(hierarchy)中删除kobj对象void kobject_del(struct kobject * kobj);// kobject注销函数. 与kobject register()相反,它首先调用kobject del从设备层次中删除该对象,再调// 用kobject put()减少该对象的引用计数,如果引用计数降为,则释放kobject对象void kobject_unregister(struct kobject * kobj);设备模型上层容器

这里说的上层容器指的是总线类型(bus_type)、设备(device)和驱动(device_driver)。LDD3里面举过一个比方,把kobject当成一个基类,总线类型、设备、驱动和kobject都是继承关系,这些上层的容器自然具备了sysfs的操作方法! 总线类型一般不需要我们创建了,内核支持大多数总线类型(pci,usb,iic…),还包含了虚拟总线类型(platform_bus),所以这里就不涉及如何创建总线,如何建立总线的属性文件云云。

1. 设备 device

设备的操作可简单理解为1、注册设备;2、创建设备属性文件。 通常的注册和注销函数: int device_register(struct device *dev); void device_unregister(struct device *dev); 设备的注册和注销包含了对底层的sysfs的操作,诸如kobject_init,kobject_add… 创建属性

struct device_attribute { struct attribute attr; ssize_t (*show)(struct device *dev, char *buf); ssize_t (*store)(struct device *dev, const char *buf, size_t count); };

这些属性结构可在编译时建立, 使用这些宏: DEVICE_ATTR(name, mode, show, store); 结果结构通过前缀 dev_attr_ 到给定名子上来命名. 属性文件的实际管理使用通常的函数对来处理: int device_create_file(struct device *device, struct device_attribute *entry); void device_remove_file(struct device *dev, struct device_attribute *attr);

2. 驱动 driver

驱动的操作可简单理解为1、注册驱动;2、创建驱动属性文件。 通常的注册和注销函数: int driver_register(struct device_driver *drv); void driver_unregister(struct device_driver *drv); 设备的注册和注销包含了对底层的sysfs的操作,诸如kobject_init,kobject_add… 创建属性 DRIVER_ATTR(name, mode, show, store); int driver_create_file(struct device_driver *drv, struct driver_attribute *attr); void driver_remove_file(struct device_driver *drv, struct driver_attribute *attr);

摘一段驱动代码来讲讲input_dev *vms_input_dev;platform_device *vms_dev; /* Device structure *//* Sysfs method to input simulatedcoordinates to the virtualmouse driver */static ssize_twrite_vms(struct device *dev,struct device_attribute *attr,const char *buffer, size_t count){ int x,y; sscanf(buffer, “%d%d”, &x, &y);/* Report relative coordinates via theevent interface */ input_report_rel(vms_input_dev, REL_X, x); input_report_rel(vms_input_dev, REL_Y, y); input_sync(vms_input_dev); return count;}/* Attach the sysfs write method */DEVICE_ATTR(coordinates, 0644, NULL, write_vms);attribute *vms_attrs[] = { &dev_attr_coordinates.attr, NULL};attribute_group vms_attr_group = { .attrs = vms_attrs,};/* Driver Initialization */int __initvms_init(void){ /* Register a platform device */ vms_dev = platform_device_register_simple(“vms”, -1, NULL, 0); if (IS_ERR(vms_dev)) {PTR_ERR(vms_dev);printk(“vms_init: error\n”); } /* Create a sysfs node to read simulated coordinates */ sysfs_create_group(&vms_dev->dev.kobj, &vms_attr_group); /* Allocate an input device data structure */ vms_input_dev = input_allocate_device(); if (!vms_input_dev) {printk(“Bad input_alloc_device()\n”); } /* Announce that the virtual mouse will generaterelative coordinates */ set_bit(EV_REL, vms_input_dev->evbit); set_bit(REL_X, vms_input_dev->relbit); set_bit(REL_Y, vms_input_dev->relbit); /* Register with the input subsystem */ input_register_device(vms_input_dev); printk(“Virtual Mouse Driver Initialized.\n”); return 0;}/* Driver Exit */voidvms_cleanup(void){ /* Unregister from the input subsystem */ input_unregister_device(vms_input_dev); /* Cleanup sysfs node */ sysfs_remove_group(&vms_dev->dev.kobj, &vms_attr_group); /* Unregister driver */ platform_device_unregister(vms_dev); return;}module_init(vms_init);module_exit(vms_cleanup);如果雨后还是雨,如果忧伤过后还是忧伤,

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