sysfs 文件系统详解

sysfs是用于表现设备驱动模型的文件系统，它基于ramfs。要学习linux的设备驱动模型，就要先做好底层工作，总结sysfs提供给外界的API就是其中之一。sysfs文件系统中提供了四类文件的创建与管理，分别是目录、普通文件、软链接文件、二进制文件。目录层次往往代表着设备驱动模型的结构，软链接文件则代表着不同部分间的关系。比如某个设备的目录只出现在/sys/devices下，其它地方涉及到它时只好用软链接文件链接过去，保持了设备唯一的实例。而普通文件和二进制文件往往代表了设备的属性，读写这些文件需要调用相应的属性读写。

    sysfs是表现设备驱动模型的文件系统，它的目录层次实际反映的是对象的层次。为了配合这种目录，linux专门提供了两个结构作为sysfs的骨架，它们就是struct kobject和struct kset。我们知道，sysfs是完全虚拟的，它的每个目录其实都对应着一个kobject，要想知道这个目录下有哪些子目录，就要用到kset。从面向对象的角度来讲，kset继承了kobject的功能，既可以表示sysfs中的一个目录，还可以包含下层目录。对于kobject和kset，会在其它文章中专门分析到，这里简单描述只是为了更好地介绍sysfs提供的API。

    sysfs模块提供给外界的接口完全展现在include/linux/sysfs.h中。

[cpp]  view plain copy print ?

1. struct attribute {  
2.     const char      *name;  
3.     struct module       *owner;  
4.     mode_t          mode;  
5. };  
6.   
7. struct attribute_group {  
8.     const char      *name;  
9.     mode_t          (*is_visible)(struct kobject *,  
10.                           struct attribute *, int);  
11.     struct attribute    **attrs;  
12. };  

之前说过普通文件是kobject目录的属性展现。struct attribute就是属性的通用结构，其它部分在使用时还可以把struct attribute内嵌到更大的属性结构中。struct attribute_group是提供一组属性的集合，这样集中的管理更为方便。

[cpp]  view plain copy print ?

1. #define __ATTR(_name,_mode,_show,_store) { \  
2.     .attr = {.name = __stringify(_name), .mode = _mode },   \  
3.     .show   = _show,                    \  
4.     .store  = _store,                   \  
5. }  
6.   
7. #define __ATTR_RO(_name) { \  
8.     .attr   = { .name = __stringify(_name), .mode = 0444 }, \  
9.     .show   = _name##_show,                 \  
10. }  
11.   
12. #define __ATTR_NULL { .attr = { .name = NULL } }  
13.   
14. #define attr_name(_attr) (_attr).attr.name  

以上的宏是为了静态初始化属性时更为方便，我们简单将其忽略。

[cpp]  view plain copy print ?

1. struct bin_attribute {  
2.     struct attribute    attr;  
3.     size_t          size;  
4.     void            *private;  
5.     ssize_t (*read)(struct kobject *, struct bin_attribute *,  
6.             char *, loff_t, size_t);  
7.     ssize_t (*write)(struct kobject *, struct bin_attribute *,  
8.              char *, loff_t, size_t);  
9.     int (*mmap)(struct kobject *, struct bin_attribute *attr,  
10.             struct vm_area_struct *vma);  
11. };  

struct attribute是通用的属性结构，而struct bin_attribute就是为二进制属性专门设计的，它在sysfs中表现为二进制文件，大多数是设备配置参数的映射。struct bin_attribute恰恰就是把struct attribute内嵌到更大结构的样例。

[cpp]  view plain copy print ?

1. struct sysfs_ops {  
2.     ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *,char *);  
3.     ssize_t (*store)(struct kobject *,struct attribute *,const char *, size_t);  
4. };  

struct sysfs_ops中包含show和store两个函数指针，它们分别在sysfs文件读和文件写时调用。

[cpp]  view plain copy print ?

1. int sysfs_schedule_callback(struct kobject *kobj, void (*func)(void *),  
2.                 void *data, struct module *owner);  

sysfs_schedule_callback()会创建一个工作队列，稍后调用func(data)。本来sysfs中的属性读写函数是无法删除属性文件或者kobject目录的，因为调用函数时是加锁的，要删除也需要加锁。但这里可以通过工作队列回调的方式实现。

[cpp]  view plain copy print ?

1. int __must_check sysfs_create_dir(struct kobject *kobj);  
2. void sysfs_remove_dir(struct kobject *kobj);  
3. int __must_check sysfs_rename_dir(struct kobject *kobj, const char *new_name);  
4. int __must_check sysfs_move_dir(struct kobject *kobj,  
5.                 struct kobject *new_parent_kobj);  

sysfs_create_dir()创建一个kobject对应的目录，目录名就是kobj->name。

sysfs_remove_dir()删除kobj对应的目录。删除一个目录也会相应地删除目录下的文件及子目录。

sysfs_rename_dir()修改kobj对应目录的名称。

sysfs_move_dir()将kobj对应的目录移到new_parent_kobj对应的目录下。

 

[cpp]  view plain copy print ?

1. int __must_check sysfs_create_file(struct kobject *kobj,  
2.                    const struct attribute *attr);  
3. int __must_check sysfs_chmod_file(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,  
4.                   mode_t mode);  
5. void sysfs_remove_file(struct kobject *kobj, const struct attribute *attr);  

sysfs_create_file()在kobj对应的目录下创建attr对应的属性文件。

sysfs_chmod_file()修改attr对应的属性文件的读写权限。

sysfs_remove_file()在kobj对应的目录下删除attr对应的属性文件。

 

[cpp]  view plain copy print ?

1. int __must_check sysfs_create_bin_file(struct kobject *kobj,  
2.                        struct bin_attribute *attr);  
3. void sysfs_remove_bin_file(struct kobject *kobj, struct bin_attribute *attr);  

sysfs_create_bin_file()在kobj目录下创建attr对应的二进制属性文件。

sysfs_remove_bin_file()在kobj目录下删除attr对应的二进制属性文件。

[cpp]  view plain copy print ?

1. int __must_check sysfs_create_link(struct kobject *kobj, struct kobject *target,  
2.                    const char *name);  
3. int __must_check sysfs_create_link_nowarn(struct kobject *kobj,  
4.                       struct kobject *target,  
5.                       const char *name);  
6. void sysfs_remove_link(struct kobject *kobj, const char *name);  

sysfs_create_link()在kobj目录下创建指向target目录的软链接，name为软链接文件名称。

sysfs_create_link_nowarn()与sysfs_create_link()功能相同，只是在软链接文件已存在时不会出现警告。

sysfs_remove_link()删除kobj目录下名为name的软链接文件。

[cpp]  view plain copy print ?

1. int __must_check sysfs_create_group(struct kobject *kobj,  
2.         const struct attribute_group *grp);  
3. int sysfs_update_group(struct kobject *kobj,  
4.          const struct attribute_group *grp);  
5. void sysfs_remove_group(struct kobject *kobj,  
6.    const struct attribute_group *grp);  
7. int sysfs_add_file_to_group(struct kobject *kobj,  
8.    const struct attribute *attr, const char *group);  
9. void sysfs_remove_file_from_group(struct kobject *kobj,  
10.    const struct attribute *attr, const char *group);  

sysfs_create_group()在kobj目录下创建一个属性集合，并显示集合中的属性文件。如果文件已存在，会报错。

sysfs_update_group()在kobj目录下创建一个属性集合，并显示集合中的属性文件。文件已存在也不会报错。sysfs_update_group()也用于group改动影响到文件显示时调用。

sysfs_remove_group()在kobj目录下删除一个属性集合，并删除集合中的属性文件。

sysfs_add_file_to_group()将一个属性attr加入kobj目录下已存在的的属性集合group。

sysfs_remove_file_from_group()将属性attr从kobj目录下的属性集合group中删除。

 

[cpp]  view plain copy print ?

1. void sysfs_notify(struct kobject *kobj, const char *dir, const char *attr);  
2. void sysfs_notify_dirent(struct sysfs_dirent *sd);  

sysfs_notify()和sysfs_notify_dirent()都是用来唤醒在属性文件上调用select()或poll()而阻塞的用户进程。

[cpp]  view plain copy print ?

1. struct sysfs_dirent *sysfs_get_dirent(struct sysfs_dirent *parent_sd,  
2.                       const unsigned char *name);  
3. struct sysfs_dirent *sysfs_get(struct sysfs_dirent *sd);  
4. void sysfs_put(struct sysfs_dirent *sd);  

sysfs_get()增加目录或文件的引用计数。

sysfs_put()减少目录或文件的引用计数，并在降为零时删除相应的文件或目录，这种删除又会减少上层目录的引用计数。

sysfs_get_dirent()是增加目录parent_sd中名为name的目录或文件的引用计数。

虽然同样是引用计数，同样在降为零时有删除动作，但却并非使用kref。这种操作更多地继承了文件系统管理时的传统。

[cpp]  view plain copy print ?

1. void sysfs_printk_last_file(void);  
2. int __must_check sysfs_init(void);  

sysfs_printk_last_file()是在sysfs崩溃时打印最后一个访问到的文件路径。

sysfs_init()是在sysfs模块初始化时调用的。

这两个函数都与我们没有什么关系。