• Read the fucking source code! --By 鲁迅

• A picture is worth a thousand words. --By 高尔基

1. Kernel版本：4.14

2. ARM64处理器，Contex-A53，双核

3. 使用工具：Source Insight 3.5， Visio

1. 概述

• sysfs文件系统提供了一种用户与内核数据结构进行交互的方式，可以通过mount -t sysfs sysfs /sys来进行挂载；

• Linux设备模型中，设备、驱动、总线组织成拓扑结构，通过sysfs文件系统以目录结构进行展示与管理；
• Linux设备模型中，总线负责设备和驱动的匹配，设备与驱动都挂在某一个总线上，当它们进行注册时由总线负责去完成匹配，进而回调驱动的probe函数；
• SoC系统中有spi, i2c, pci等实体总线用于外设的连接，而针对集成在SoC中的外设控制器，Linux内核提供一种虚拟总线 platform 用于这些外设控制器的连接，此外 platform 总线也可用于没有实体总线的外设；

• 在 /sys 目录下，bus 用于存放各类总线，其中总线中会存放挂载在该总线上的驱动和设备，比如 serial8250，devices存放了系统中的设备信息，class是针对不同的设备进行分类；

2. 数据结构

2.1 kobject

• kobject代表内核对象，结构体本身不单独使用，而是嵌套在其他高层结构中，用于组织成拓扑关系；

• sysfs文件系统中一个目录对应一个kobject；

2.2 kset

• kset是包含多个kobject的集合；
• 如果需要在sysfs的目录中包含多个子目录，那需要将它定义成一个kset；
• kset结构体中包含struct kobject字段，可以使用该字段链接到更上一层的结构，用于构建更复杂的拓扑结构；
• sysfs中的设备组织结构很大程度上是根据kset组织的，/sys/bus目录就是一个kset对象，在Linux设备模型中，注册设备或驱动时就将kobject添加到对应的kset中；

2.3 ktype

• kobj_type用于表征kobject的类型，指定了删除kobject时要调用的函数，kobject结构体中有struct kref字段用于对kobject进行引用计数，当计数值为0时，就会调用kobj_type中的release函数对kobject进行释放，这个就有点类似于C++中的智能指针了；

• kobj_type指定了通过sysfs显示或修改有关kobject的信息时要处理的操作，实际是调用show/store函数；

• kobject在创建的时候，默认设置kobj_type的值为dynamic_kobj_ktype，通常kobject会嵌入在其他结构中来使用，因此它的初始化跟特定的结构相关，典型的比如struct device和struct device_driver；

• 在/sys文件系统中，通过echo/cat的操作，最终会调用到show/store函数，而这两个函数的具体实现可以放置到驱动程序中；

2.4 结构关系

• kset既是kobject的集合，本身又是一个kobject，进而可以添加到其他的集合中，从而就可以构建成复杂的拓扑结构，满足/sys文件夹下的文件组织需求；

• 结构体 A、B、C、D、E 同样可以构建拓扑结构关系；

• struct device 和 struct device_driver 结构体中都包含了 struct kobject，而 struct bus_type 结构体中包含了 struct kset 结构，这个也就对应到前文提到的设备和驱动都添加到总线上，由总线来负责匹配；

3. 流程分析

• 完成的工作基本就是分配结构体，初始化各个结构体字段，构建拓扑关系（主要是添加到kset的list中，parent的指向等）等，看懂了结构体的组织，这部分的代码理解起来就很轻松了；

4. 示例

4.1 代码

4.2 Makefile

• Makefile没有太多好说的，注意Tab的使用，否则容易出错；

4.3 测试结果

• 在/sys目录下创建了test_kobj文件夹，在该文件夹下除了name和value外，还有一个test_kobj_group的子文件夹；

• 可以通过cat/echo的操作，来操作name和value，分别会调用到底层的xxx_show和xxx_store函数；

• 对着代码看这个图，一目了然；

参考