分析linux设备模型之kset/kobj/ktype（超详细~）
说明：
Kernel版本：4.14
ARM64处理器，Contex-A53，双核
使用工具：Source Insight 3.5， Visio
1. 概述
今天来聊一下Linux设备模型的基石：kset/kobject/ktype。
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；
上边这些功能的实现，离不开kobject/kset/ktype机制的支撑，开始旅程吧。
2. 数据结构
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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；
看看结构体吧：
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；
可以看一下kobject创建的时候，与ktype的关系，这样理解起来更顺：
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
为了更形象的说明这几个结构体的关系，再来一张图：
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；
如果只看kset/kobject的数据结构组织，可能还是会迷惑，它怎么跟Linux的设备模型相关？这时就不得不提到Linux内核中一个很精妙的存在container_of，它可以通过成员变量的地址来获取所在结构的地址信息。前文提到过kobject/kset结构本身不会单独使用，通常都是会嵌套在其他结构中，既然kobjcet/kset能组织成拓扑结构，那么包含它们的结构同样可以构建这个关系，因为可以通过container_of就可以找到结构体的首地址。
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
kobject/kset的相关代码比较简单，毕竟它只是作为一个结构体嵌入其他high-level的结构中，充当纽带的作用。不过，我还是简单的上一张图吧：
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
先上一个原理图：
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；
原文作者：LoyenWang
