Kobject是Linux设备模型的基础，也是设备模型中最难理解的一部分(可参考Documentation/kobject.txt的表述)。因此有必要先把它分析清楚。
2.基本概念
由"Linux设备模型(1)_基本概念"可知，Linux设备模型的核心是使用Bus、Class、Device、Driver四个核心数据结构，将大量的、不同功能的硬件设备(以及驱动该硬件设备的方法)，以树状结构的形式，进行归纳、抽象，从而方便Kernel的统一管理。
而硬件设备的数量、种类是非常多的，这就决定了Kernel中将会有大量的有关设备模型的数据结构。这些数据结构一定有一些共同的功能，需要抽象出来统一实现，否则就会不可避免的产生冗余代码。这就是Kobject诞生的背景。
目前为止，Kobject主要提供如下功能：
- 通过parent指针，可以将所有Kobject以层次结构的形式组合起来。
- 使用一个引用计数(reference count)，来记录Kobject被引用的次数，并在引用次数变为0时把它释放(这是Kobject诞生时的唯一功能)。
- 和sysfs虚拟文件系统配合，将每一个Kobject及其特性，以文件的形式，开放到用户空间(有关sysfs，会在其它文章中专门描述，本文不会涉及太多内容)。
注1：在Linux中，Kobject几乎不会单独存在。它的主要功能，就是内嵌在一个大型的数据结构中，为这个数据结构提供一些底层的功能实现。
注2：Linux driver开发者，很少会直接使用Kobject以及它提供的接口，而是使用构建在Kobject之上的设备模型接口。
3.代码解析
3.1.在Linux Kernel source code中的位置
在Kernel源代码中，Kobject由如下两个文件实现：
include/linux/kobject.h
lib/kobject.c
其中kobject.h为Kobject的头文件，包含所有的数据结构定义和接口声明。kobject.c为核心功能的实现。
3.2.主要的数据结构
在描述数据结构之前，有必要说明一下Kobject, Kset和Ktype这三个概念。
Kobject是基本数据类型，每个Kobject都会在"/sys/“文件系统中以目录的形式出现。
Ktype代表Kobject(严格地讲，是包含了Kobject的数据结构)的属性操作集合(由于通用性，多个Kobject可能共用同一个属性操作集，因此把Ktype独立出来了)。
注3：在设备模型中，ktype的命名和解释，都非常抽象，理解起来非常困难，后面会详细说明。
Kset是一个特殊的Kobject(因此它也会在"/sys/"文件系统中以目录的形式出现)，它用来集合相似的Kobject(这些Kobject可以是相同属性的，也可以不同属性的)。
首先看一下Kobject的原型：
/* Kobject: include/linux/kobject.h line 60 */
struct kobject {
const char *name;
struct list_head entry;
struct kobject *parent;
struct kset *kset;
struct kobj_type *ktype;
struct sysfs_dirent *sd;
struct kref kref;
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;
};各个字段的解释：
name：该Kobject的名称，同时也是sysfs中的目录名称。由于Kobject添加到Kernel时，需要根据名字注册到sysfs中，之后就不能再直接修改该字段。如果需要修改Kobject的名字，需要调用kobject_rename接口，该接口会主动处理sysfs的相关事宜。
entry：用于将Kobject加入到Kset中的list_head。
parent：指向parent kobject，以此形成层次结构(在sysfs就表现为目录结构)。
kset：该kobject属于的Kset。可以为NULL。如果存在，且没有指定parent，则会把Kset作为parent(别忘了Kset是一个特殊的Kobject)。
ktype：该Kobject属于的kobj_type。每个Kobject必须有一个ktype，或者Kernel会提示错误。
sd：该Kobject在sysfs中的表示。
kref："struct kref"类型(在include/linux/kref.h中定义)的变量，为一个可用于原子操作的引用计数。
state_initialized：指示该Kobject是否已经初始化，以在Kobject的Init，Put，Add等操作时进行异常校验。
state_in_sysfs：指示该Kobject是否已在sysfs中呈现，以便在自动注销时从sysfs中移除。
state_add_uevent_sent/state_remove_uevent_sent：记录是否已经向用户空间发送ADD uevent，如果有，且没有发送remove uevent，则在自动注销时，补发REMOVE uevent，以便让用户空间正确处理。
uevent_suppress：如果该字段为1，则表示忽略所有上报的uevent事件。
注4：uevent提供了"用户空间通知"的功能实现，通过该功能，当内核中有Kobject的增加、删除、修改等动作时，会通知用户空间。有关该功能的具体内容，会在其它文章详细描述。
Kset的原型为：
/* include/linux/kobject.h, line 159 */
struct kset {
struct list_head list;
spinlock_t list_lock;
struct kobject kobj;
const struct kset_uevent_ops *uevent_ops;
};各个字段解释：
list/list_lock：用于保存该kset下所有的kobject的链表。
kobj：该kset自己的kobject(kset是一个特殊的kobject，也会在sysfs中以目录的形式体现)。
uevent_ops：该kset的uevent操作函数集。当任何Kobject需要上报uevent时，都要调用它所从属的kset的uevent_ops，添加环境变量，或者过滤event(kset可以决定哪些event可以上报)。因此，如果一个kobject不属于任何kset时，是不允许发送uevent的。
Ktype的原型为：
/* include/linux/kobject.h, line 108 */
struct kobj_type {
void (*release)(struct kobject *kobj);
const struct sysfs_ops *sysfs_ops;
struct attribute **default_attrs;
const struct kobj_ns_type_operations *(*child_ns_type)(struct kobject *kobj);
const void *(*namespace)(struct kobject *kobj);
};release：通过该回调函数，可以将包含该种类型kobject的数据结构的内存空间释放掉。
sysfs_ops：该种类型的Kobject的sysfs文件系统接口。
default_attrs：该种类型的Kobject的atrribute列表(所谓attribute，就是sysfs文件系统中的一个文件)。将会在Kobject添加到内核时，一并注册到sysfs中。
child_ns_type/namespace：和文件系统(sysfs)的命名空间有关，这里不再详细说明。
总结，Ktype以及整个Kobject机制的理解：
Kobject的核心功能是：保持一个引用计数，当该计数减为0时，自动释放(由本文所讲的kobject模块负责)Kobject所占用的meomry空间。这就决定了Kobject必须是动态分配的(只有这样才能动态释放)。
而Kobject大多数的使用场景，是内嵌在大型的数据结构中(如Kset、device_driver等)，因此这些大型的数据结构，也必须是动态分配、动态释放的。那么释放的时机是什么呢？是内嵌的Kobject释放时。但是Kobject的释放是由Kobject模块自动完成的(在引用计数为0时)，那么怎么一并释放包含自己的大型数据结构呢？
这时Ktype就派上用场了。我们知道，Ktype中的release回调函数负责释放Kobject(甚至是包含Kobject的数据结构)的内存空间，那么Ktype及其内部函数，是由谁实现呢？是由上层数据结构所在的模块！因为只有它，才清楚Kobject嵌在哪个数据结构中，并通过Kobject指针以及自身的数据结构类型，找到需要释放的上层数据结构的指针，然后释放它。
讲到这里，就清晰多了。所以，每一个内嵌Kobject的数据结构，例如kset、device、device_driver等等，都要实现一个Ktype，并定义其中的回调函数。同理，sysfs相关的操作也一样，必须经过ktype的中转，因为sysfs看到的是Kobject，而真正的文件操作的主体，是内嵌Kobject的上层数据结构！顺便提一下，Kobject是面向对象的思想在Linux kernel中的极致体现，但C语言的优势却不在这里，所以Linux kernel需要用比较巧妙(也很啰嗦)的手段去实现。
3.3.能分析
3.3.1.Kobject使用流程
Kobject大多数情况下(有一种例外，下面会讲)会嵌在其它数据结构中使用，其使用流程如下：
1.定义一个struct kset类型的指针，并在初始化时为它分配空间，添加到内核中；
2.根据实际情况，定义自己所需的数据结构原型，该数据结构中包含有Kobject；
3.定义一个适合自己的ktype，并实现其中回调函数；
4.在需要使用到包含Kobject的数据结构时，动态分配该数据结构，并分配Kobject空间，添加到内核中；
5.每一次引用数据结构时，调用kobject_get接口增加引用计数；引用结束时，调用kobject_put接口，减少引用计数；
6.当引用计数减少为0时，Kobject模块调用ktype所提供的release接口，释放上层数据结构以及Kobject的内存空间；
上面有提过，有一种例外，Kobject不再嵌在其它数据结构中，可以单独使用，这个例外就是：开发者只需要在sysfs中创建一个目录，而不需要
其它的kset、ktype的操作。这时可以直接调用kobject_create_and_add接口，分配一个kobject结构并把它添加到kernel中。
3.3.2.Kobject的分配和释放
前面讲过，Kobject必须动态分配，而不能静态定义或者位于堆栈之上，它的分配方法有两种。
1.通过kmalloc自行分配(一般是跟随上层数据结构分配)，并在初始化后添加到kernel。这种方法涉及如下接口：
/* include/linux/kobject.h, line 85 */
extern void kobject_init(struct kobject *kobj, struct kobj_type *ktype);
int kobject_add(struct kobject *kobj, struct kobject *parent,const char *fmt, ...);
int kobject_init_and_add(struct kobject *kobj,struct kobj_type *ktype, struct kobject *parent,const char *fmt, ...);
kobject_init：初始化通过kmalloc等内存分配函数获得的struct kobject指针。主要执行逻辑为：
确认kobj和ktype不为空；
如果该指针已经初始化过(判断kobj->state_initialized)，打印错误提示及堆栈信息(但不是致命错误，所以还可以继续)；
初始化kobj内部的参数，包括引用计数、list、各种标志等
根据输入参数，将ktype指针赋予kobj->ktype；
kobject_add：将初始化完成的kobject添加到kernel中，参数包括需要添加的kobject、该kobject的parent(用于形成层次结构，可以为空)、用于提供kobject name的格式化字符串。主要执行逻辑为：
确认kobj不为空，确认kobj已经初始化，否则错误退出；
调用内部接口kobject_add_varg，完成添加操作；
kobject_init_and_add：是上面两个接口的组合，不再说明。
这种方式分配的kobject，会在引用计数变为0时，由kobject_put调用其ktype的release接口，释放内存空间，具体可参考后面有关kobject_put的讲解。
2.使用kobject_create创建
Kobject模块可以使用kobject_create自行分配空间，并内置了一个ktype(dynamic_kobj_ktype)，用于在计数为0是释放空间。代码如下：
/* include/linux/kobject.h, line 96 */
extern struct kobject * __must_check kobject_create(void);
extern struct kobject * __must_check kobject_create_and_add(const char *name,struct kobject *parent);
/* lib/kobject.c, line 605 */
static void dynamic_kobj_release(struct kobject *kobj)
{
pr_debug("kobject: (%p): %s\n", kobj, __func__);
kfree(kobj);
}
static struct kobj_type dynamic_kobj_ktype = {
.release = dynamic_kobj_release,
.sysfs_ops = &kobj_sysfs_ops,
};
kobject_create：该接口为kobj分配内存空间，并以dynamic_kobj_ktype为参数，调用kobject_init接口，完成后续的初始化操作；
kobject_create_and_add：是kobject_create和kobject_add的组合，不再说明。
dynamic_kobj_release：直接调用kfree释放kobj的空间。
3.3.3.Kobject引用计数的修改
通过kobject_get和kobject_put可以修改kobject的引用计数，并在计数为0时，调用ktype的release接口，释放占用空间。
/* include/linux/kobject.h, line 103 */
extern struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj);
extern void kobject_put(struct kobject *kobj);
kobject_get：调用kref_get，增加引用计数。
kobject_put：以内部接口kobject_release为参数，调用kref_put。kref模块会在引用计数为零时，调用kobject_release。
3.3.4.Kset的初始化、注册
Kset是一个特殊的kobject，因此其初始化、注册等操作也会调用kobject的相关接口，除此之外，会有它特有的部分。另外，和Kobject一样，kset的内存分配，可以由上层软件通过kmalloc自行分配，也可以由Kobject模块负责分配，具体如下。
/* include/linux/kobject.h, line 166 */
extern void kset_init(struct kset *kset);
extern int __must_check kset_register(struct kset *kset);
extern void kset_unregister(struct kset *kset);
extern struct kset * __must_check kset_create_and_add(const char *name,const struct kset_uevent_ops *u,struct kobject *parent_kobj);
kset_init：该接口用于初始化已分配的kset，主要包括调用kobject_init_internal初始化其kobject，然后初始化kset的链表。需要注意的时，如果使用此接口，上层软件必须提供该kset中的kobject的ktype。
kset_register：先调用kset_init，然后调用kobject_add_internal将其kobject添加到kernel。
kset_unregister：直接调用kobject_put释放其kobject。当其kobject的引用计数为0时，即调用ktype的release接口释放kset占用的空间。
kset_create_and_add：会调用内部接口kset_create动态创建一个kset，并调用kset_register将其注册到kernel。
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