Linux那些事儿之我是Sysfs(12)举例三：sysfs读入文件夹内容

上回我们说到，如何创建文件夹和文件。我们发现，在sysfs中，inode并不那么重要。这是因为我们所要读写的信息已经就在内存中，并且已经形成了层次结构。我们只需有dentry，就可以dentry->fsdata，就能找到我们读些信息的来源 --- sysfs_dirent结构。这也是我觉得有必要研究 sysfs的原因之一，因为它简单，而且不涉及具体的硬件驱动，但是从这个过程中，我们可以把文件系统中的一些基本数据结构搞清楚。接下来，我以读取sysfs文件和文件夹的内容为例子，讲讲文件读的流程。那么关于写，还有关于symblink的东西完全可以以此类推了。

我们新建文件夹时，设置了
inode->i_op = &sysfs_dir_inode_operations;
inode->i_fop = &sysfs_dir_operations;

struct file_operations sysfs_dir_operations = {
.open = sysfs_dir_open,
.release = sysfs_dir_close,
.llseek = sysfs_dir_lseek,
.read = generic_read_dir,
.readdir = sysfs_readdir,
};

用一个简短的程序来做实验。

#include<sys/types.h>
#include<dirent.h>
#include<unistd.h>
intmain()...{
DIR*dir;
structdirent*ptr;
dir=opendir("/sys/bus/");
while((ptr=readdir(dir))!=NULL)...{
printf("d_name:%s ",ptr->d_name);
}
closedir(dir);
return-1;
}

在用户空间，用gcc编译执行即可。我们来看看它究竟做了什么。

(1)sysfs_dir_open()

这是个用户空间的程序。opendir()是glibc的函数，glibc也就是著名的标准c库。至于opendir ()是如何与sysfs dir open ()接上头的，那还得去看glibc的代码。我就不想分析了...glibc可以从gnu的网站上自己下载源代码，编译。再用gdb调试，就可以看得跟清楚。
函数流程如下:
opendir("/sys/bus/") -> /*用户空间*/
-> 系统调用->
sys_open() -> filp_open()-> dentry_open() -> sysfs_dir_open()/*内核空间*/

staticintsysfs_dir_open(structinode*inode,structfile*file)
...{
structdentry*dentry=file->f_dentry;
structsysfs_dirent*parent_sd=dentry->d_fsdata;
down(&dentry->d_inode->i_sem);
file->private_data=sysfs_new_dirent(parent_sd,NULL);
up(&dentry->d_inode->i_sem);
returnfile->private_data?0:-ENOMEM;
}

内核空间:新建一个dirent结构，连入父辈的dentry中，并将它地址保存在file->private_data中。这个dirent的具体作用待会会讲。
用户空间:新建了一个DIR结构，DIR结构如下。

#define __dirstream DIR
struct __dirstream
{
int fd; /* File descriptor. */
char *data; /* Directory block. */
size_t allocation; /* Space allocated for the block. */
size_t size; /* Total valid data in the block. */
size_t offset; /* Current offset into the block. */
off_t filepos; /* Position of next entry to read. */
__libc_lock_define (, lock) /* Mutex lock for this structure. */
};

(2)sysfs_readdir()

流程如下：

readdir(dir) -> getdents() ->/*用户空间*/
-> 系统调用->
sys32 readdir() -> vfs readdir() -> sysfs readdir()/*内核空间*/

readdir(dir)这个函数有点复杂，虽然在main函数里的while循环中，readdir被执行了多次，我们看看glibc里面的代码

readdir(dir)...{
......
if(dirp->offset>=dirp->size)...{
......
getdents()
......
}
......
}

实际上，getdents() -> ... -> sysfs_readdir()只被调用了两次，getdents()一次就把所有的内容都读完，存在DIR结构当中，readdir()只是从DIR结构当中每次取出一个。DIR(dirstream)结构就是一个流。而回调函数filldir的作用就是往这个流中填充数据。第二次调用getdents()是用户把DIR里面的内容读完了，所以它又调用getdents()但是这次getdents()回返回NULL。

staticintsysfs_readdir(structfile*filp,void*dirent,filldir_tfilldir)
...{
structdentry*dentry=filp->f_dentry;
structsysfs_dirent*parent_sd=dentry->d_fsdata;
structsysfs_dirent*cursor=filp->private_data;
structlist_head*p,*q=&cursor->s_sibling;
ino_tino;
inti=filp->f_pos;
switch(i)...{
case0:
ino=dentry->d_inode->i_ino;
if(filldir(dirent,".",1,i,ino,DT_DIR)<0)
break;
filp->f_pos++;
i++;
/**//*fallthrough*/
case1:
ino=parent_ino(dentry);
if(filldir(dirent,"..",2,i,ino,DT_DIR)<0)
break;
filp->f_pos++;
i++;
/**//*fallthrough*/
default:
if(filp->f_pos==2)...{
list_del(q);
list_add(q,&parent_sd->s_children);
}
for(p=q->next;p!=&parent_sd->s_children;p=p->next)...{
structsysfs_dirent*next;
constchar*name;
intlen;
next=list_entry(p,structsysfs_dirent,s_sibling);
if(!next->s_element)
continue;
name=sysfs_get_name(next);
len=strlen(name);
if(next->s_dentry)
ino=next->s_dentry->d_inode->i_ino;
else
ino=iunique(sysfs_sb,2);
if(filldir(dirent,name,len,filp->f_pos,ino,dt_type(next))<0)
return0;
list_del(q);
list_add(q,p);
p=q;
filp->f_pos++;
}
}
return0;
}

看sysfs_readdir()其实很简单，它就是从我们调用sysfs_dir_open()时新建的一个sysfs_dirent结构开始，便利当前dentry->dirent下的所有子sysfs_dirent结构。读出名字，再回调函数filldir()将文件名，文件类型等信息，按照一定的格式写入某个缓冲区。

一个典型的filldir()就是filldir64()，它的作用的按一定格式向缓冲区写数据，再把数据复制到用户空间去。