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分类: LINUX

2014-09-17 11:37:19

原文地址:Linux内核对象管理 作者:zyd_cu

内核中很多地方都需要跟踪记录C语言中结构的实例。尽管这些对象的用法大不相同,但各个子系统的某些操作都非常类似,如引用计数,内核为了减少代码复制,采用了一般性的方法来管理内核对象。所引入的框架并不只是为了减少代码复制,同时也为内核不同部分管理的对象提供了一致的视图。

 

一般性的内核对象机制可用于执行下列对象操作:

1.  引用计数;

2.  管理对象链表;

3.  集合加锁;

4.  将对象属性导出到用户空间(通过sysfs文件系统);

 

一般性的内核对象kobject

struct kobject {

    const char      * k_name;  // 对象的文本名称

    char            name[KOBJ_NAME_LEN];

    struct kref     kref;  // 引用计数的管理

    struct list_head    entry; // 链接多个kobject

    struct kobject  * parent; //指向父对象的指针,用于在kobject之间建立层次结构

    struct kset     * kset;  // 对象所属的集合

    struct kobj_type    * ktype; // 包含kobject数据结构的更多详细信息

    struct dentry       * dentry;

    wait_queue_head_t   poll;

};

 

kobject数据结构嵌入到其它结构中,用作内核对象的基础。通过管理kobjcet即达到了对包含kobject的对象的管理。

 

内核提供了处理kobject的一套标准方法,包括:

kobject_get, kobject_put

kobject的引用计数器加1或减1

kobject_(un)register

注册或删除对象,对象被添加到父对象现存的集合中,同时在sysfs中创建一个对应项

kobjcet_init

初始化kobject对象

kobject_add

初始化内核对象,并使之显示在sysfs

kobject_cleanup

在不需要kobject(以及包含kobjcet的对象)时,释放分配的资源

 

在很多情况下,必须将不同的内核对象归类到集合中(相同类型的对象拥有公共的kobj_type),例如所有字符设备集合,或所有基于PCI的设备集合,内核通过kset完成这一目标。

 

struct kset {

    struct subsystem    * subsys;

    struct kobj_type    * ktype; // ktype指向kset中各个内核对象公用的kobj_type结构

    struct list_head    list; // 同类型对象链表

    spinlock_t      list_lock;

    struct kobject      kobj;  // 管理kset对象本身的内嵌kobject对象

    struct kset_uevent_ops  * uevent_ops;

};

 

kset是内核对象应用的第一个例子,kset中内嵌kobject结构,用于管理kset对象本身,与集合中包含的各个kobject对象并无关系。

引用计数用于检测内核中有多少个地方使用了某个对象。每当内核的一个部分需要某个对象所包含的信息时,则增加该对象的引用计数;如果不再需要相应的信息,则减少该对象的引用计数,当对象的引用计数为0时,内核知道不在需要该对象。

 

内核通过kref结构来管理引用计数

struct kref {

    atomic_t refcount;

};

kref的设计中,将一个值封装在结构中,防止直接操纵该值,需使用辅助方法kref_init(初始化), kref_get(加1, kref_put(减1)进行操作。

 

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