struct device 类型
系统中的任一设备在设备模型中都由一个 device 对象描述，其对应的数据结构 struct device
struct device {
struct kobject kobj;
struct device *parent;
struct device_private *p;
const char *init_name; /* initial name of the device */
const struct device_type *type;
struct bus_type *bus; /* type of bus device is on */
struct device_driver *driver; /* which driver has allocated this device */
void *platform_data; /* Platform specific data, device core doesn't touch it */
void *driver_data; /* Driver data, set and get with dev_set_drvdata/dev_get_drvdata */
....
struct dev_links_info links;
struct dev_pm_info power;
struct dev_pm_domain *pm_domain;
const struct dma_map_ops *dma_ops;
u64 *dma_mask; /* dma mask (if dma'able device) */
u64 coherent_dma_mask;
u64 bus_dma_mask; /* upstream dma_mask constraint */
unsigned long dma_pfn_offset;
struct device_dma_parameters *dma_parms;
......
};
device 内嵌一个 kobject 对象，用于实现引用计数的管理并且通过它实现 sysfs 的层级结构
driver 域指向管理该设备的驱动程序对象，driver_data 是提供给驱动程序的数据
bus 域描述设备连接的总线类型
内核提供了相应的函数，操作device 对象：
device_reigster 函数将一个新的 device 对象插入设备模型，并且自动在 /sys/devices 下创建一个新的目录
device_unregister 完成相反的操作
device_reigster 中最终是调用 kobject_add 这些底层函数，将 device 中包含的 kobject 注册到整个 kobject 的层级结构中
sysfs 相关API
使用默认目录
sysfs 默认挂载在 "sys" 目录下，对于内核态是 "kobject"，对于用户态，映射在总线(bus) 对应的目录下，一般的设备驱动，我们使用的是 platform 虚拟总线，因此会映射在 /sys/platform/device/xxx 下
设备驱动创建时，就会创建该目录，因此不需要手动创建
在bus/devices 下创建文件：
static inline int sysfs_create_files(struct kobject *kobj, const struct attribute * const *attr)
自定义目录
在 /sys 目录下创建自定义目录，创建目录使用下面的接口：
struct kobject *kobject_create_and_add(const char *name, struct kobject *parent)
{
struct kobject *kobj;
int retval;
kobj = kobject_create();
if (!kobj)
return NULL;
retval = kobject_add(kobj, parent, "%s", name);
if (retval) {
pr_warn("%s: kobject_add error: %d\n", __func__, retval);
kobject_put(kobj);
kobj = NULL;
}
return kobj;
}
name 表示目录名称
parent 表示父目录，NULL 为默认在 /sys 目录下创建
创建和释放文件
内核 kobject 中的 attribute 映射到用户态就是文件，attribute 分为下面三类结构：
struct attribute {
const char *name;
umode_t mode;
#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
bool ignore_lockdep:1;
struct lock_class_key *key;
struct lock_class_key skey;
#endif
};
struct attribute_group {
const char *name;
umode_t (*is_visible)(struct kobject *,
struct attribute *, int);
umode_t (*is_bin_visible)(struct kobject *,
struct bin_attribute *, int);
struct attribute **attrs;
struct bin_attribute **bin_attrs;
};
struct bin_attribute {
struct attribute attr;
size_t size;
void *private;
ssize_t (*read)(struct file *, struct kobject *, struct bin_attribute *,
char *, loff_t, size_t);
ssize_t (*write)(struct file *, struct kobject *, struct bin_attribute *,
char *, loff_t, size_t);
int (*mmap)(struct file *, struct kobject *, struct bin_attribute *attr,
struct vm_area_struct *vma);
};
- struct attribute ：属性的通用结构，其他部分在使用时可以将 struct attribute 嵌入大到更大的属性结构中
- struct bin_attribute：为二进制属性专门设计，在 sysfs 中表现为二进制文件，大多数设备参数的映射
- struct attribute_group：提供一组属性的集合，集中管理 attribute 和 bin_attribute
sysfs 提供了下面的接口，将属性关联到对应的 kobject 上：
static inline int sysfs_create_files(struct kobject *kobj, const struct attribute * const *attr)
static inline int sysfs_create_file_ns(struct kobject *kobj, const struct attribute *attr, const void *ns)
int __must_check sysfs_create_bin_file(struct kobject *kobj, const struct bin_attribute *attr);
int __must_check sysfs_create_group(struct kobject *kobj, const struct attribute_group *grp);
struct attribute 包含了一个 mode 属性，即文件的访问权限，可读，可写，可执行，可以用已经定义的宏表示
（S_IWUSR | S_IRUGO），也可以用数字表示（0600）
宏的含义如下
S_IRUSR：用户读权限
S_IWUSR：用户写权限
S_IRGRP：用户组读权限
S_IWGRP：用户组写权限
S_IROTH：其他组都权限
S_IWOTH：其他组写权限
attribute 初始化宏
sysfs 接口提供了一组宏定义来初始化上面的 struct attibute 结构
#define __ATTR(_name, _mode, _show, _store) { \
.attr = {.name = __stringify(_name), \
.mode = VERIFY_OCTAL_PERMISSIONS(_mode) }, \
.show = _show, \
.store = _store, \
}
#define __ATTR_PREALLOC(_name, _mode, _show, _store) { \
.attr = {.name = __stringify(_name), \
.mode = SYSFS_PREALLOC | VERIFY_OCTAL_PERMISSIONS(_mode) },\
.show = _show, \
.store = _store, \
}
#define __ATTR_RO(_name) { \
.attr = { .name = __stringify(_name), .mode = 0444 }, \
.show = _name##_show, \
}
#define __ATTR_RO_MODE(_name, _mode) { \
.attr = { .name = __stringify(_name), \
.mode = VERIFY_OCTAL_PERMISSIONS(_mode) }, \
.show = _name##_show, \
}
#define __ATTR_WO(_name) { \
.attr = { .name = __stringify(_name), .mode = 0200 }, \
.store = _name##_store, \
}
#define __ATTR_RW(_name) __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
#define __ATTR_NULL { .attr = { .name = NULL } }
属性的读写方法
struct kobj_attribute {
struct attribute attr;
ssize_t (*show)(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
char *buf);
ssize_t (*store)(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
const char *buf, size_t count);
};
- show 函数在读操作时被调用，它会拷贝 attr 提供的属性值到 buffer 指定的缓冲区中，缓冲区的大小为 PAGE_SIZE 字节，如果读取成功，则返回实际写入 buffer 的字节数，如果失败，返回负的错误码
- store 函数在写操作时被调用，它会从 buffer 中读取 size 大小的字节，并将其保存在 attr 所表示的属性结构体变量中，如果成功，则将返回实际从buffer中读取的字节数，如果失败，返回负的错误码
device 中对sysfs的封装
/* interface for exporting device attributes */
struct device_attribute {
struct attribute attr;
ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
char *buf);
ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
const char *buf, size_t count);
};
#define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
#define DEVICE_ATTR_PREALLOC(_name, _mode, _show, _store) \
struct device_attribute dev_attr_##_name = \
__ATTR_PREALLOC(_name, _mode, _show, _store)
#define DEVICE_ATTR_RW(_name) \
struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR_RW(_name)
#define DEVICE_ATTR_RO(_name) \
struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR_RO(_name)
#define DEVICE_ATTR_WO(_name) \
struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR_WO(_name)
extern int device_create_file(struct device *device, const struct device_attribute *entry);
extern void device_remove_file(struct device *dev, const struct device_attribute *attr);
struct device 结构中包含了 kobject 对象，相应的 include/linux/Device.h 包含了 struct device_attribute 结构体
定义对应的 device_attribute 结构，使用 device_create_file 接口，就可以向 device 目录下添加对应的文件
DEVICE_ATTR 开头的宏是对 __ATTR 宏的进一步封装
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