1
struct kobj_type {
2
    void (*release)(struct kobject *kobj);        // 引用计数归零时调用
3
    const struct sysfs_ops *sysfs_ops;             // sysfs 属性读写操作
4
    const struct attribute_group **default_groups;  // 默认属性组
5
    const struct kobj_ns_type_operations *(*child_ns_type)(struct kobject *kobj);
6
};

1
struct kset {
2
    struct list_head     list;        // 链入的所有 kobject
3
    spinlock_t           list_lock;   // 保护链表的自旋锁
4
    struct kobject       kobj;        // kset 自身也是一个 kobject
5
    const struct kset_uevent_ops *uevent_ops;  // uevent 过滤操作
6
};

1
/sys/
2
├── block/          # 块设备（符号链接到 /sys/devices/）
3
├── bus/            # 总线类型，每种总线一个子目录
4
├── class/          # 设备类，按功能分类
5
├── dev/            # 设备节点视图
6
│   ├── block/      # 块设备 major:minor → 设备路径
7
│   └── char/       # 字符设备 major:minor → 设备路径
8
├── devices/        # 所有设备的全局视图，按总线拓扑组织
9
├── firmware/       # 固件信息
10
├── fs/             # 文件系统参数
11
├── kernel/         # 内核全局参数
12
├── module/         # 已加载内核模块
13
└── power/          # 电源管理

1
# 读取 CPU 频率
2
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq
3

4
# 修改内核参数
5
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/online
6

7
# 查看块设备调度器
8
cat /sys/block/sda/queue/scheduler

1
// 字符设备的核心结构
2
struct cdev {
3
    struct kobject     kobj;           // 内嵌的 kobject
4
    struct module      *owner;         // 所属模块
5
    const struct file_operations *ops;  // 文件操作函数表
6
    struct list_head    list;           // 链入 cdev_map 的节点
7
    dev_t               dev;            // 设备号
8
    unsigned int        count;          // 连续次设备号数量
9
};

1
// 1. 分配设备号
2
dev_t dev;
3
alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, "mydev");
4

5
// 2. 初始化 cdev
6
struct cdev my_cdev;
7
cdev_init(&my_cdev, &my_fops);
8
my_cdev.owner = THIS_MODULE;
9

10
// 3. 添加到系统
11
cdev_add(&my_cdev, dev, 1);
12

13
// 4. 创建设备节点（通常由 udev 自动完成）
14
// 或者手动：mknod /dev/mydev c <major> <minor>

1
// 网络设备的关键字段
2
struct net_device {
3
    char                name[IFNAMSIZ];   // 接口名（eth0, wlan0）
4
    unsigned long       state;             // 设备状态
5
    const struct net_device_ops *netdev_ops;  // 操作函数表
6
    unsigned int        irq;               // 中断号
7
    unsigned long       mem_start;         // 共享内存起始
8
    unsigned long       mem_end;           // 共享内存结束
9
    // ... 更多字段
10
};

1
# 查看设备的 uevent 属性链
2
udevadm info -a -n /dev/sda
3

4
# 监控实时 uevent
5
udevadm monitor
6

7
# 查看设备数据库
8
udevadm info -q all -n /dev/sda

1
// hello.c — 最简单的内核模块
2
#include <linux/module.h>
3
#include <linux/init.h>
4

5
// 模块元信息
6
MODULE_LICENSE("GPL");              // 必须声明许可证
7
MODULE_AUTHOR("Your Name");
8
MODULE_DESCRIPTION("Hello World Module");
9
MODULE_VERSION("1.0");
10

11
// 模块参数（可通过 insmod 传入）
12
static int count = 1;
13
module_param(count, int, 0644);
14
MODULE_PARM_DESC(count, "Number of greetings");
15

16
// 初始化函数
17
static int __init hello_init(void)
18
{
19
    printk(KERN_INFO "Hello, kernel! (count=%d)\n", count);
20
    return 0;  // 返回 0 表示成功
21
}
22

23
// 退出函数
24
static void __exit hello_exit(void)
25
{
26
    printk(KERN_INFO "Goodbye, kernel!\n");
27
}
28

29
// 注册初始化和退出函数
30
module_init(hello_init);
31
module_exit(hello_exit);

1
# 查看模块信息
2
modinfo hello.ko
3
# filename:       hello.ko
4
# license:        GPL
5
# author:         Your Name
6
# description:    Hello World Module
7
# parm:           count:int  Number of greetings
8

9
# 查看模块依赖
10
modprobe --show-depends e1000

1
# 加载模块
2
insmod hello.ko                  # 直接加载
3
insmod hello.ko count=5          # 传递参数
4
modprobe hello                   # 自动处理依赖关系（推荐）
5

6
# 查看已加载模块
7
lsmod                            # 等同于 cat /proc/modules
8

9
# 卸载模块
10
rmmod hello                      # 直接卸载
11
modprobe -r hello                # 自动卸载依赖（推荐）
12

13
# 查看内核日志
14
dmesg | tail -5
15
# [  123.456] Hello, kernel! (count=5)

1
// 在模块 A 中导出符号
2
int my_function(int arg) { return arg * 2; }
3
EXPORT_SYMBOL(my_function);          // 导出，任何模块可用
4
EXPORT_SYMBOL_GPL(my_function);     // 仅 GPL 模块可用

1
// 在模块 B 中使用导出的符号
2
extern int my_function(int arg);     // 声明外部符号

1
obj-m += mydev.o
2

3
KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
4

5
all:
6
  make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
7

8
clean:
9
  make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean

1
// 一致性 DMA 映射
2
void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
3
                          dma_addr_t *dma_handle, gfp_t flag);
4
void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
5
                        void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);
6

7
// 流式 DMA 映射
8
dma_addr_t dma_map_single(struct device *dev, void *cpu_addr,
9
                           size_t size, enum dma_data_direction direction);
10
void dma_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
11
                       size_t size, enum dma_data_direction direction);

1
# 查看 /sys/devices 下的设备拓扑
2
ls /sys/devices/
3

4
# 查看特定设备的 sysfs 属性链
5
udevadm info -a -n /dev/sda
6

7
# 查看总线类型
8
ls /sys/bus/
9

10
# 查看设备类
11
ls /sys/class/

1
# 列出所有已加载模块
2
lsmod
3

4
# 查看模块详细信息
5
modinfo ext4
6

7
# 查看模块依赖关系
8
modprobe --show-depends e1000

1
# 编译模块
2
make
3

4
# 加载模块
5
sudo insmod mydev.ko
6

7
# 查看内核日志
8
dmesg | tail
9

10
# 读写设备
11
echo "Hello from user" > /dev/mydev
12
cat /dev/mydev
13

14
# 卸载模块
15
sudo rmmod mydev

1
# 启用模块的所有调试输出
2
echo 'module mydev +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
3

4
# 启用特定文件的调试输出
5
echo 'file mydev.c +p' > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
6

7
# 查看当前启用的调试规则
8
cat /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control | grep mydev