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活动地址：CSDN21天学习挑战赛

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零、什么是内核

何为内核：
1、内核是操作系统最基本的部分。
2、内核，是一个操作系统的核心。是基于硬件的第一层软件扩充，提供操作系统的最基本的功能，是操作系统工作的基础， 它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统，决定着系统的性能和稳定性。
3、现代操作系统设计中，为减少系统本身的开销，往往将一些与硬件紧密相关的（如中断处理程序、设备驱动程序等）、基本的、公共的、运行频率较高的模块（如时钟管理、进程调度等）以及关键性数据结构独立开来， 使之常驻内存，并对他们进行保护。
也就是说：内核是操作系统进行管理的一块区域（内存），对于应用程序是不可见的。

一、什么是内核对象

内核对象(kernel object)是操作系统为一些系统级的对象（像进程，线程，信号量）维护的一些数据结构。这些数据构保存了与系统级对象相关的系统级信息。例如：所有内核对象都会保存该对象的引用计数。进程对象会保存进程ID。文件对象会保存当前字节偏移量，共享模式，打开模式等。操作系统中所有内核对象对是保存在一块内存空间中，系统上所有的进程都共享这一块内存空间。内核对象使用计数器， 当计数器减为0时，内核释放此内核对象资源。一般创建内核对象都有SECURITY_ATTRIBUTES（安全属性）这个参数，传NULL使用默认安全属性。

二、内核对象机制主要数据结构

Kobject是内核对象机制中最基本的数据结构，在最初的设计构思中，仅仅是想将其作为-一个引用计数器。

随着时间的推移，kobjects 的作用越来越大。该结构-般不独立存在，它总是被包含在上层数据结构中，包含kobject 的.上层数据结构通过内核对象来描述与其他数据结构之间的关系。看看kobject的处理函数，就会发现他们其实是为其他对象提供服务的，从另一个角度来说，kobject 跟自身利益没什么关系，它仅仅为高层对象与设备模型提供纽带，用面向对象的方法，kobjects 可以看作是顶层，其他类都由该抽象类派生的。

struct kobject {
       const char             *name;
       struct list_head      entry;
       struct kobject        *parent;
       struct kset             *kset;
       struct kobj_type    *ktype;
       struct kernfs_node *sd; /* sysfs directory entry */
       struct kref             kref;
#ifdef CONFIG_DEBUG_KOBJECT_RELEASE
       struct delayed_work     release;
#endif
       unsigned int state_initialized:1;
       unsigned int state_in_sysfs:1;
       unsigned int state_add_uevent_sent:1;
       unsigned int state_remove_uevent_sent:1;
       unsigned int uevent_suppress:1;
};

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●其中parent表示父对象，诸如总线和设备就是父子关系。
●而sd则与sysfs的目录项进行关联，简而言之就是每一 个kobject都对应着一 个sysfs 下面的目录。
●至于kref主要是对该对象的引|用进行计数管理。
●对ktype的类型kobj_ type进行展开

三、sysfs_ops

sysfs_ops的内容为两个函数指针，store对应用户对文件写操作的回调函数，show对应用户读文件的回调函数，这两个函数一般有开发者来决定执行什么操作，这个接口实现了用户与内核数据的交互。

struct kobj_type {
       void (*release)(struct kobject *kobj);
       const struct sysfs_ops *sysfs_ops;
       struct attribute **default_attrs;    /* use default_groups instead */
       const struct attribute_group **default_groups;
       const struct kobj_ns_type_operations *(*child_ns_type)(struct kobject *kobj);
       const void *(*namespace)(struct kobject *kobj);
       void (*get_ownership)(struct kobject *kobj, kuid_t *uid, kgid_t *gid);
};

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●sysfs_ ops这是打开sysfs文件对象后的操作接口集合
●default_ _groups表示对象的属性信息\

如果說kset 是管理kobject 的集合，同理，subsystem 就是管理kset 的集合。它描述系统中某一类设备子系统，如block subsys表示所有的块设备，对应于sysfs文件系统中的block目录。类似的，devices subsys对应于sysfs中的devices目录，描述系统中所有的设备。Subsystem由struct subsystem数据结构描述，定义为：

struct subsystem {
struct kset kset; 内嵌的kset对象
struct rw semaphore rwsem; 互斥访问信号量
};
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可以看出，subsystem与kset的区别就是多了一个信号量，所以在后来的代码中，subsystem已经完全被kset取缔了。

每个kset属于某个subsystem，通过设置kset结构中的subsys域指向指定的subsystem可以将一个kset加入到该subsystem。所有挂接到同一subsystem的kset共享同一个rwsem信号量，用于同步访问kset中的链表。
相关函数
subsystem有一组类似的函数，分别是：

void subsystem_init(struct subsystem *subsys);
int subsystem_register(struct subsystem *subsys);
void subsystem_unregister(struct subsystem *subsys);
struct subsystem *subsys_get(struct subsystem *subsys)
void subsys_put(struct subsystem *subsys);
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四、设备、驱动、总线

设备、驱动、总线对象会由kobject和kset延伸出来，如下图：

参考文章：
RK3399平台开发系列讲解（内核入门篇）1.9、Linux的设备驱动管理之内核对象（Kernel object）机制
什么是内核对象
内核对象理解
linux sysfs文件系统
linux内核sysfs详解