1?前言

內(nèi)核中有三個(gè)常用的偽文件系統(tǒng)：procfs，debugfs和sysfs。

procfs — The proc filesystem is a pseudo-filesystem which provides an interface to kernel data structures.

sysfs —?The?filesystem for exporting kernel objects.

debugfs — Debugfs exists as a simple way for kernel developers to make information available to user space.

它們都用于Linux內(nèi)核和用戶空間的數(shù)據(jù)交換，但是適用的場(chǎng)景有所差異：

procfs 歷史最早，最初就是用來跟內(nèi)核交互的唯一方式，用來獲取處理器、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、進(jìn)程等各種信息。

sysfs 跟 kobject 框架緊密聯(lián)系，而 kobject 是為設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型而存在的，所以 sysfs 是為設(shè)備驅(qū)動(dòng)服務(wù)的。

debugfs 從名字來看就是為debug而生，所以更加靈活。

它們仨的掛載方式類似，做個(gè)實(shí)驗(yàn)：

$ sudo mkdir?/tmp/{proc,sys,debug}

$ sudo mount?-t proc nondev?/tmp/proc/

$ sudo mount?-t sys nondev?/tmp/sys/

$ sudo mount?-t debugfs nondev?/tmp/debug/

不過，默認(rèn)情況下，它們分別掛載在/proc，/sys/，/sys/kernel/debug/。

下面簡(jiǎn)單介紹這三個(gè)文件系統(tǒng)的用法。在介紹之前，請(qǐng)記下他們的官方文檔：

procfs — Documentation/filesystems/proc.txt

sysfs — Documentation/filesystems/sysfs.txt

debugfs — Documentation/filesystems/debugfs.txt

2?debugfs

API說明

struct?dentry?*debugfs_create_dir(const?char?*name,?struct?dentry?*parent)

struct?dentry?*debugfs_create_file(const?char?*name,?umode_t?mode,

struct?dentry?*parent,?void?*data,

const?struct?file_operations?*fops)

參考實(shí)例

drivers/base/power/wakeup.c:

/**

* wakeup_sources_stats_show - Print wakeup sources statistics information.

* @m: seq_file to print the statistics into.

*/

static?int?wakeup_sources_stats_show(struct?seq_file?*m,?void?*unused)

{

struct?wakeup_source?*ws;

seq_puts(m,?"name active_count event_count wakeup_count "

"expire_count active_since total_time max_time "

"last_change prevent_suspend_time ");

rcu_read_lock();

list_for_each_entry_rcu(ws,?&wakeup_sources,?entry)

print_wakeup_source_stats(m,?ws);

rcu_read_unlock();

return?0;

}

static?int?wakeup_sources_stats_open(struct?inode?*inode,?struct?file?*file)

{

return?single_open(file,?wakeup_sources_stats_show,?NULL);

}

static?const?struct?file_operations wakeup_sources_stats_fops?=?{

.owner?=?THIS_MODULE,

.open?=?wakeup_sources_stats_open,

.read?=?seq_read,

.llseek?=?seq_lseek,

.release?=?single_release,

};

static?int?__init wakeup_sources_debugfs_init(void)

{

wakeup_sources_stats_dentry?=?debugfs_create_file("wakeup_sources",

S_IRUGO,?NULL,?NULL,?&wakeup_sources_stats_fops);

return?0;

}

創(chuàng)建完的接口

/sys/kernel/debug/wakup_sources

給接口添加多級(jí)目錄

上述接口直接創(chuàng)建在?debugfs?根目錄（/sys/kernel/debug）下，所以?debugfs_create_file的parent參數(shù)被設(shè)置成了NULL，如果要加一級(jí)目錄，則可以先用debugfs_create_dir?創(chuàng)建一級(jí)目錄，例如，要?jiǎng)?chuàng)建：/sys/kernel/debug/power/wakeup_sources?的話，則需要：

struct?dentry?*power;

int?err?=?-ENOMEM;

power?=?debugfs_create_dir("clock",?NULL);

if?(!power)

return?err;

wakeup_sources_stats_dentry?=?debugfs_create_file("wakeup_sources",

S_IRUGO,?power,?NULL,?&wakeup_sources_stats_fops);

3?procfs

proc_mkdir?用法跟?debugfs_create_dir?幾無差異。

API說明

static?inline?struct?proc_dir_entry?*proc_mkdir(const?char?*name,?struct?proc_dir_entry?*parent)

static?inline?struct?proc_dir_entry?*proc_create(const?char?*name,?umode_t?mode,

struct?proc_dir_entry?*parent,?const?struct?file_operations?*proc_fops)

參考實(shí)例

在上面例子的基礎(chǔ)上，可以添加如下語句：

static?int?__init wakeup_sources_debugfs_init(void)

{

proc_create("wakelocks",?S_IFREG?|?S_IRUGO,?NULL,?&wakeup_sources_stats_fops);

return?0;

}

創(chuàng)建后的接口

/proc/wakelocks

給接口添加多級(jí)目錄

這樣創(chuàng)建的接口用起來跟?/sys/kernel/debug/wakeup_sources?沒有任何差異，類似地，如果要加一級(jí)目錄，例如?/proc/power/wakelocks，則可以：

struct?proc_dir_entry?*power;

int?err?=?-ENOMEM;

power?=?proc_mkdir("power",?NULL);

if?(!power)

return?err;

proc_create("wakelocks",?S_IFREG?|?S_IRUGO,?power,?&wakeup_sources_stats_fops);

4?sysfs

在?sysfs?中，有另外一個(gè)常見用法，那就是在一個(gè) kobject 對(duì)應(yīng)的目錄下創(chuàng)建一個(gè)符號(hào)（屬性文件）指向另外一個(gè) kobject 對(duì)應(yīng)的目錄，通常這個(gè)是為了方便記憶和訪問。這個(gè)API是?sysfs_create_link。

這種創(chuàng)建符號(hào)鏈接方法其實(shí)有一個(gè)很特殊的實(shí)例，那就是在驅(qū)動(dòng)模型里頭，有一個(gè)?class?的概念，它把掛在不同總線上，但是實(shí)現(xiàn)類似功能的設(shè)備進(jìn)行歸類，比如說?input類，backlight?類等。

如果設(shè)備屬于一個(gè)現(xiàn)存的類，比如?backlight，那么可以用?backlight_device_register?創(chuàng)建，如果是?I2C?設(shè)備，會(huì)先在I2C下創(chuàng)建?sysfs?訪問節(jié)點(diǎn)，并創(chuàng)建一個(gè)符號(hào)鏈接到?backlight?類所屬的目錄下。

當(dāng)然，如果沒有找到設(shè)備能掛的直觀的類，也可以用?class_create?創(chuàng)建類，設(shè)備類通常會(huì)有一組默認(rèn)的設(shè)備操作接口，例如?backlight?類有?bl_device_attributes，如果要?jiǎng)?chuàng)建更多的設(shè)備特定的節(jié)點(diǎn)，可以用?device_create_file?或者?device_add_groups?創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)或者節(jié)點(diǎn)群。

API說明

struct?kobject?*kobject_create_and_add(const?char?*name,?struct?kobject?*parent)

int?sysfs_create_file(struct?kobject?*?kobj,?const?struct?attribute?*?attr)

static?inline?int?sysfs_create_link(struct?kobject?*kobj,?struct?kobject?*target,?const?char?*name)

int?device_create_file(struct?device?*dev,?const?struct?device_attribute?*attr)

參考實(shí)例

在?/sys/power?下創(chuàng)建一個(gè) wakelocks 節(jié)點(diǎn)，用于讀/寫一個(gè)字符串。

static?char?test_str[11];

static?ssize_t?show_wakelocks(struct?kobject?*kobj,?struct?attribute?*attr,?char?*buf)

{

int?ret;

ret?=?snprintf(buf,?10,?"%s ",?test_str);

return?ret;

}

static?ssize_t?store_wakelocks(struct?kobject?*kobj,?struct?attribute?*attr,

const?char?*buf,?size_t?count)

{

int?tmp;

ret?=?sscanf(buf,?"%10s",?test_str);

if?(ret?!=?1)

return?-EINVAL;

return?count;

}

define_one_global_rw(wakelocks);

static?int?__init wakelocks_init(void)

{

int?ret;

ret?=?sysfs_create_file(power_kobj,?&wakelocks.attr);

}

創(chuàng)建后的節(jié)點(diǎn)

/sys/power/test_node

給接口添加多級(jí)目錄

咱們上面其實(shí)已經(jīng)把 test_node 創(chuàng)建在?/sys/power?目錄下，而非根目錄?/sys?下，而參數(shù) power_kobj 為內(nèi)核已經(jīng)在?kernel/power/main.c?創(chuàng)建的kobject對(duì)象。

struct?kobject?*power_kobj;

power_kobj?=?kobject_create_and_add("power",?NULL);

if?(!power_kobj)

return?-ENOMEM;

5?小結(jié)

通過比較發(fā)現(xiàn)，上述三個(gè)文件系統(tǒng)的 API 用法類似，而其中?debugfs?和?procfs?幾乎有相同的參數(shù)，用的主要結(jié)構(gòu)體是?struct file_operations，蠻多操作可以用?seq_*?家族的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。而?sysfs?則用到比較簡(jiǎn)單一些的?struct global_attr?結(jié)構(gòu)體。對(duì)于提供給用戶空間的節(jié)點(diǎn)，都可以輕松實(shí)現(xiàn)讀寫操作。

在創(chuàng)建目錄方面，debugfs?和?procfs?類似，且比較簡(jiǎn)單。而?sysfs?要?jiǎng)?chuàng)建一級(jí)目錄，需要先創(chuàng)建一個(gè) kobject 對(duì)象。

為了簡(jiǎn)化設(shè)備模型依據(jù)總線創(chuàng)建的訪問節(jié)點(diǎn)路徑，sysfs?提供了API用于創(chuàng)建更簡(jiǎn)易的符號(hào)鏈接，可以創(chuàng)建到自己指定的目錄下，也可以用設(shè)備類（Class）提供的API創(chuàng)建到設(shè)備類所屬的目錄下。

對(duì)于?sysfs，由于?kobject?與?device?的一對(duì)一依存關(guān)系，也可以直接用?device_create_file?來創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)。

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