LINUX设备驱动模型分析之 CLASS相关接口分析

706人浏览 2024-05-04 08:51:41

前面已经介绍了总线、设备、驱动，本章主要介绍设备类，该模块主要对系统中的设备进行分类，而该设备类主要是用于将系统中已创建的设备归到各自类型中，而CLASS中各类别主要是对device的链接。下面是我的电脑中已注册的设备类别。

我们以block类为例，其目录下所有子目录均是对/sys/devices中的设备的链接。

此处我们将从class相关的结构体、class模块初始化、class类别的注册与注销、class设备的添加与删除这几部分进行分析。

class相关的结构体

class结构体的定义如下，其实和bus_type的定义类似，class通过包含subsys_private类型的变量，也就包含了subsystem，其中也定义了kset类型的subsys变量，用于将该类下所有的设备关联在一起等。

class模块初始化

该模块的初始化主要用于创建class类别的全局kset变量，通过调用kset_create_and_add接口即完成了创建kset变量以及其对应的kobject变量，同时在sysfs文件系统的根目录下创建了名为class的目录，即为此在sysfs目录下完成class类别的创建。

int __init classes_init(void)

{

class_kset = kset_create_and_add("class", NULL, NULL);

if (!class_kset)

return -ENOMEM;

return 0;

}

而针对class_kset而言，其主要用于将所有注册到系统中的类别对应的kobject链接至一起。当系统中注册了多个类别后，则class与class_kset的关联如下图所示。

class类型的注册与注销

class类型的注册

针对具体类型的class的注册，也就是完成class_kset、class_attr、kobject、sysfs、device等几个模块间变量的关联，这些变量的关联如下流程图所示，主要也就是包括如下几个方面：

将创建的class类型对应的kobject链接至class_kset；
调用kset_register接口，为该class的kset进行注册（主要是完成在sysfs的/sys/class目录下创建对应的目录，也即创建sysfs_dirent变量），同时调用add_class_attrs，为该class变量创建默认的属性，即创建属性文件。
通过kset_register实现了class、class->p->subsys与sysfs之间的关联（包括kobject、kobj_type、sysfs_dirent）
通过kobj_type、class_ktype、class_ktype->class_release、class_sysfs_ops等，实现了class相关属性文件的读写、class以及class对应kobject相关的释放接口等。

至此即完成class类型的注册。

针对class类型注册，主要涉及的接口包括__class_register、kset_register、add_class_attrs，这些接口的功能就是实现下图中的几个模块间结构体变量的关联。此处就不介绍这些接口的实现了，只要看懂了下图，这几个接口的实现自然即可理解。关于kobject和sysfs之间的关联，请参考之前的文档

class类型的注销

class类型的注销即是将上述图中的关联解除。涉及的接口为class_unregister、remove_class_attrs、kset_unregister。此处也不再展开。

已注册的设备与具体class类的关联

在之前介绍设备模块时，在设备的添加接口device_add中，通过调用device_add_class_symlinks接口，会实现devices与class的相互链接。此处再详细说明下这种关联的流程。

它们之间的关联是通过sysfs的sysfs_create_link接口实现的，其实是通过sysfs中的sysfs_dirent类型的变量实现的关联。在调用device_add_class_symlinks接口后，也就实现了下图中sysfs_dirent变量之间的链接（如下图画出了class类链接device的链接）。

class-kobject对象生命周期管理

针对class类型的变量而言，因其使用kobject、kref进行引用计数，因此针对class类型变量而言，其释放也由kobject模块负责，当针对class类型的引用计数为0时，则会触发kobject模块的kobject_release接口进行kobject对象的删除（主要是删除在sysfs中创建的sysfs_dirent类型的变量（该变量表示在sysfs中的文件及目录））以及释放与kset的绑定等，同时会调用该kobject的kobj_type方法中的release接口，调用自定义的释放接口，从而在实现kobject的删除之后，也实现自定义的释放操作。而针对class而言，具体class类型变量的释放与kobject_release之间的接口关系如下图所示。

在调用class_release进行class类型相关的释放时，其会释放xxx_class.p对应的内存（该内存空间在进行class注册（调用class_register时所创建）），同时调用该xxx_class.release继续进行定制化的释放操作。