Linux内核的sysfs模块解析——了解你所需的数据 (linux kernel sysfs)
系统文件系统（sysfs）是Linux内核提供的一个文件系统，其目标是提供一个统一的接口来展示内核中存在的设备、对象和子系统的详细信息。它为用户提供了一种简单易用的方式，来获取这些信息以便于对系统进行诊断和管理。sysfs提供了一个虚拟文件系统，并将内核数据组织为一系列的目录树，用户可以仅仅通过查看这些目录及其文件就能获取到设备和其他系统信息。在这篇文章中，我将会深入探讨sysfs的一些重要特性以及它的应用。
sysfs目录结构
sysfs有自己的层次结构，它将Linux内核中的各种子系统、设备及其属性组织在一起，树形结构如下：
/sys
/block 存储所有块设备
/bus 存储所有总线和设备
/class 存储设备类型及其相关属性
/dev 存储设备节点
/fs 存储文件系统相关信息
/kernel 存储内核参数和模块信息
/module 存储模块信息
/power 存储电源管理模块信息
/sys 存储sysfs的根目录
/firmware 存储所有固件以及相关信息
/devices 存储设备驱动相关信息
/debug 存储调试信息
/security 存储安全相关信息
在/sys目录下有很多子目录，每个子目录都包含有所代表的对象的详细信息。例如，/sys/block 子目录包含所有块设备，每个块设备都作为一个子目录存在。在/sys/block/sda 子目录中，存储了硬盘sda相关的文件信息，例如/sys/block/sda/size，它保存了硬盘分区的大小（单位为块）。此外，一些可读可写的文件可以被用于改变设备的行为配置。例如/sys/block/sda/queue/rotational保存的是硬盘是否旋转的信息。
sysfs与设备驱动
sysfs是设备驱动的非常重要的一部分。驱动程序通过sysfs提供设备的属性、状态以及其他介绍信息。这些信息可以帮助用户了解一个设备的性质，例如使用哪个驱动，在系统启动时是否已经成功初始化。此外，设备的驱动程序也可以用 sysfs 来公开设备的控制面板，让用户能够改变设备的配置参数、调整工作模式等。
为了使一个设备的driver能够与其他Linux内核子系统进行集成，它应当符合设备模型的基本原则。这意味着设备应该声明自己的属性，并将其公开。此外，设备模型支持一种机制，即添加设备特定的属性或文件，以便于相应的设备驱动程序来控制这些属性或文件。例如，有一个名叫tfp401设备，它是一个液晶显示器的控制器。这个设备需要控制的寄存器位于/dev/tfp401文件中，这个tfp401驱动需要通过sysfs来公开这个文件并进行控制。
sysfs与内核模块
sysfs还提供了一个叫做内核模块的接口。内核模块，也被称为驱动程序，可以添加新的系统功能，或者改进现有的功能。一个模块就是一组定义、初始化及处理请求的函数。sysfs通过模块接口来使模块在系统中注册和取消注册。sysfs向用户公开了sys/module目录，这里存储了所有已注册模块的信息。
/sys/module
/module1 存储模块1相关信息
/module2 存储模块2相关信息
…
/modulen 存储模块n相关信息
根据上述的目录，在/sys/module/module1目录中可以找到如下的一些文件：
filename 模块文件的路径（只读）
holders 持有当前模块的模块列表（只读）
name 模块的名称（只读）
notes 模块的描述信息（只读）
parameters 模块使用的可配置参数（可读可写）
refcnt 对模块进行引用计数（只读）
sect_attrs 分部文件属性列表
srcversion 模块的源代码版本（只读）
对于开发者与系统管理员而言，sysfs的另外一个功能是方便调试。许多内核子系统都保存了调试信息，以便于发现问题，当这些信息出现时，用户可以在/sys/kernel/debug子目录下找到它们。内核调试的各个方面，包括网络调试、进程跟踪、内存调试和CPU分析等等，都分别有特定的文件/子目录来存储调试信息。
结论
在Linux内核中，sysfs是一种非常强大的工具，它可以帮助用户了解系统的特定组件、子系统和设备的详细信息。 sysfs 的实际应用非常广泛，可以用于许多不同的方面，包括驱动程序、内核模块和调试。由于 sysfs 能够对 Linux 内核中的对象进行统一表示，因此能够让开发人员和系统管理员更方便地进行管理和调试。作为Linux系统管理员，了解sysfs的这些基础知识是非常重要的。因此，相信这篇文章能给你带来更深入的系统理解，并且为你在日常管理和调试Linux系统中提供一些启示和帮助。
相关问题拓展阅读：
在Linux内核中,注册字符设备驱动程序的函数是?
字符设备驱动程序框架 1、写出open、write函数 2、告诉内核 1）、定义一个struct file_operations结构并填充好 static struct file_operations first_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */ .open = first_drv_open, .write = first_drv_write, }; 2）、把struct file_operations结构体告诉内核 major = register_chrdev(0, “first_drv”, &first_drv_fops); // 注册, 告诉内核相关参数：之一个，设备号，0自动分配主设备号，否则为主设备号0－255 第二个：设备名第二个：struct file_operations结构体 4）、register_chrdev由谁调用（入口函数调用） static int first_drv_init(void) 5）、入口函数须使用内核宏来修饰 module_init(first_drv_init); module_init会定义一个结构体，这个结构体里面有一个函数指针指向first_drv_init这个函数，当我们加载或安装一个驱动时，内核会自动找到这个结构体，然后调用里面的函数指针，这个函数指针指向first_drv_init这个函数，first_drv_init这个函数就是把struct file_operations结构体告诉内核 6）、有入口函数就有出口函数 module_exit(first_drv_exit); 最后加上协议 MODULE_LICENSE(“GPL”); 3、mdev根据系统信息自动创建设备节点： 每次写驱动都要手动创建设备文件过于麻烦，使用设备管理文件系统则方便很多。在2.6的内核以前一直使用的是devfs，但是它存在许多缺陷。它创建了大量的设备文件，其实这些设备更本不存在。而且设备与设备文件的映射具有不确定性，比如U盘即可能对应sda，又可能对应sdb。没有足够的主/辅设备号。2.6之后的内核引入了sysfs文件系统，它挂载在/sys上，配合udev使用，可以很好的完成devfs的功能，并弥补了那些缺点。（这里说一下，当今内核已经使用netlink了）。 udev是用户空间的一个应用程序，在嵌入式中用的是mdev，mdev在busybox中。mdev是udev的精简版。首先在busybox中添加支持mdev的选项： Linux System Utilities —> mdev Support /etc/mdev.conf Support subdirs/symlinks Support regular expressions substitutions when renaming device Support command execution at device addition/removal 然后修改/etc/init.d/rcS: echo /in/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug /in/mdev -s 执行mdev -s ：以‘-s’为参数调用位于 /in目录写的mdev（其实是个链接，作用是传递参数给/bin目录下的busybox程序并调用它），mdev扫描 /sys/class 和 /sys/block 中所有的类设备目录，如果在目录中含有名为“dev”的文件，且文件中包含的是设备号，则mdev就利用这些信息为这个设备在/dev 下创建设备节点文件。一般只在启动时才执行一次 “mdev -s”。热插拔事件：由于启动时运行了命 令：echo /in/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug ，那么当有热插拔事件产生时，内核就会调用位于 /in目录的mdev。这时mdev通过环境变量中的 ACTION 和 DEVPATH，来确定此次热插拔事件的动作以及影响了/sys中的那个目录。接着会看看这个目录中是否“dev”的属性文件，如果有就利用这些信息为 这个设备在/dev 下创建设备节点文件重新打包文件系统，这样/sys目录，/dev目录就有东西了下面是create_class的原型： #define class_create(owner, name) / ({ / static struct lock_class_key __key; / __class_create(owner, name, &__key); / }) extern struct class * __must_check __class_create(struct module *owner, const char *name, struct lock_class_key *key); class_destroy的原型如下： extern void class_destroy(struct class *cls); device_create的原型如下： extern struct device *device_create(struct class *cls, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, …) __attribute__((format(printf, 5, 6))); device_destroy的原型如下： extern void device_destroy(struct class *cls, dev_t devt); 具体使用如下，可参考后面的实例： static struct class *firstdrv_class; static struct class_device *firstdrv_class_dev; firstdrv_class = class_create(THIS_MODULE, “firstdrv”); firstdrv_class_dev = class_device_create(firstdrv_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, “xyz”); /* /dev/xyz */ class_device_unregister(firstdrv_class_dev); class_destroy(firstdrv_class); 下面再来看一下应用程序如何找到这个结构体的在应用程序中我们使用open打开一个设备：如：open(/dev/, O_RDWR); 有一个属性，如字符设备为c,后面为读写权限，还有主设备名、次设备名，我们注册时 通过register_chrdev(0, “first_drv”, &first_drv_fops)（有主设备号，设备名，struct file_operations结构体）将first_drv_fops结构体注册到内核数组chrdev中去的，结构体中有open,write函数，那么应用程序如何找到它的，事实上是根据打开的这个文件的属性中的设备类型及主设备号在内核数组chrdev里面找到我们注册的first_drv_fops，实例代码： #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include static struct class *firstdrv_class; static struct class_device *firstdrv_class_dev; volatile unsigned long *gpfcon = NULL; volatile unsigned long *gpfdat = NULL; static int first_drv_open(struct inode *inode, struct file *file) { //printk(“first_drv_open\n”); /* 配置GPF4,5,6为输出 */ *gpfcon &= ~((0x3); return 0; } if (strcmp(argv, “on”) == 0) { val = 1; } else { val = 0; } write(fd, &val, 4); return 0; }linux kernel sysfs的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于linux kernel sysfs,Linux内核的sysfs模块解析——了解你所需的数据,在Linux内核中,注册字符设备驱动程序的函数是?的信息别忘了在本站进行查找喔。
