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Chinese translated version of Documentation/filesystems/sysfs.rst
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If you have any comment or update to the content, please contact the
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original document maintainer directly. However, if you have a problem
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communicating in English you can also ask the Chinese maintainer for
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help. Contact the Chinese maintainer if this translation is outdated
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or if there is a problem with the translation.
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Maintainer: Patrick Mochel <mochel@osdl.org>
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Mike Murphy <mamurph@cs.clemson.edu>
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Chinese maintainer: Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
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Documentation/filesystems/sysfs.rst 的中文翻译
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如果想评论或更新本文的内容，请直接联系原文档的维护者。如果你使用英文
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交流有困难的话，也可以向中文版维护者求助。如果本翻译更新不及时或者翻
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译存在问题，请联系中文版维护者。
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英文版维护者： Patrick Mochel <mochel@osdl.org>
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Mike Murphy <mamurph@cs.clemson.edu>
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中文版维护者： 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
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中文版翻译者： 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
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中文版校译者： 傅炜 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
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以下为正文
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sysfs - 用于导出内核对象(kobject)的文件系统
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Patrick Mochel <mochel@osdl.org>
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Mike Murphy <mamurph@cs.clemson.edu>
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修订: 16 August 2011
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原始版本: 10 January 2003
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sysfs 简介:
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sysfs 是一个最初基于 ramfs 且位于内存的文件系统。它提供导出内核
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数据结构及其属性，以及它们之间的关联到用户空间的方法。
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sysfs 始终与 kobject 的底层结构紧密相关。请阅读
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Documentation/core-api/kobject.rst 文档以获得更多关于 kobject 接口的
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信息。
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使用 sysfs
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只要内核配置中定义了 CONFIG_SYSFS ，sysfs 总是被编译进内核。你可
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通过以下命令挂载它:
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mount -t sysfs sysfs /sys
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创建目录
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任何 kobject 在系统中注册，就会有一个目录在 sysfs 中被创建。这个
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目录是作为该 kobject 的父对象所在目录的子目录创建的，以准确地传递
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内核的对象层次到用户空间。sysfs 中的顶层目录代表着内核对象层次的
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共同祖先；例如：某些对象属于某个子系统。
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Sysfs 在与其目录关联的 kernfs_node 对象中内部保存一个指向实现
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目录的 kobject 的指针。以前，这个 kobject 指针被 sysfs 直接用于
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kobject 文件打开和关闭的引用计数。而现在的 sysfs 实现中，kobject
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引用计数只能通过 sysfs_schedule_callback() 函数直接修改。
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属性
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kobject 的属性可在文件系统中以普通文件的形式导出。Sysfs 为属性定义
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了面向文件 I/O 操作的方法，以提供对内核属性的读写。
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属性应为 ASCII 码文本文件。以一个文件只存储一个属性值为宜。但一个
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文件只包含一个属性值可能影响效率，所以一个包含相同数据类型的属性值
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数组也被广泛地接受。
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混合类型、表达多行数据以及一些怪异的数据格式会遭到强烈反对。这样做是
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很丢脸的,而且其代码会在未通知作者的情况下被重写。
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一个简单的属性结构定义如下:
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struct attribute {
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char * name;
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struct module *owner;
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umode_t mode;
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};
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int sysfs_create_file(struct kobject * kobj, const struct attribute * attr);
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void sysfs_remove_file(struct kobject * kobj, const struct attribute * attr);
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一个单独的属性结构并不包含读写其属性值的方法。子系统最好为增删特定
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对象类型的属性定义自己的属性结构体和封装函数。
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例如:驱动程序模型定义的 device_attribute 结构体如下:
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struct device_attribute {
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struct attribute attr;
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ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
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char *buf);
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ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
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const char *buf, size_t count);
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};
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int device_create_file(struct device *, const struct device_attribute *);
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void device_remove_file(struct device *, const struct device_attribute *);
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为了定义设备属性，同时定义了一下辅助宏:
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#define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
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struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
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例如:声明
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static DEVICE_ATTR(foo, S_IWUSR | S_IRUGO, show_foo, store_foo);
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等同于如下代码：
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static struct device_attribute dev_attr_foo = {
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.attr = {
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.name = "foo",
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.mode = S_IWUSR | S_IRUGO,
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.show = show_foo,
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.store = store_foo,
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},
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};
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子系统特有的回调函数
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~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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当一个子系统定义一个新的属性类型时，必须实现一系列的 sysfs 操作，
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以帮助读写调用实现属性所有者的显示和储存方法。
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struct sysfs_ops {
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ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *, char *);
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ssize_t (*store)(struct kobject *, struct attribute *, const char *, size_t);
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};
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[子系统应已经定义了一个 struct kobj_type 结构体作为这个类型的
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描述符，并在此保存 sysfs_ops 的指针。更多的信息参见 kobject 的
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文档]
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sysfs 会为这个类型调用适当的方法。当一个文件被读写时，这个方法会
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将一般的kobject 和 attribute 结构体指针转换为适当的指针类型后
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调用相关联的函数。
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示例:
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#define to_dev_attr(_attr) container_of(_attr, struct device_attribute, attr)
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static ssize_t dev_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
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char *buf)
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{
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struct device_attribute *dev_attr = to_dev_attr(attr);
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struct device *dev = kobj_to_dev(kobj);
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ssize_t ret = -EIO;
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if (dev_attr->show)
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ret = dev_attr->show(dev, dev_attr, buf);
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if (ret >= (ssize_t)PAGE_SIZE) {
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printk("dev_attr_show: %pS returned bad count\n",
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dev_attr->show);
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}
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return ret;
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}
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读写属性数据
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在声明属性时，必须指定 show() 或 store() 方法，以实现属性的
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读或写。这些方法的类型应该和以下的设备属性定义一样简单。
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ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf);
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ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
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const char *buf, size_t count);
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也就是说,他们应只以一个处理对象、一个属性和一个缓冲指针作为参数。
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sysfs 会分配一个大小为 (PAGE_SIZE) 的缓冲区并传递给这个方法。
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Sysfs 将会为每次读写操作调用一次这个方法。这使得这些方法在执行时
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会出现以下的行为:
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- 在读方面（read(2)），show() 方法应该填充整个缓冲区。回想属性
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应只导出了一个属性值或是一个同类型属性值的数组，所以这个代价将
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不会不太高。
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这使得用户空间可以局部地读和任意的向前搜索整个文件。如果用户空间
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向后搜索到零或使用‘0’偏移执行一个pread(2)操作，show()方法将
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再次被调用，以重新填充缓存。
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- 在写方面（write(2)），sysfs 希望在第一次写操作时得到整个缓冲区。
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之后 Sysfs 传递整个缓冲区给 store() 方法。
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当要写 sysfs 文件时，用户空间进程应首先读取整个文件，修该想要
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改变的值，然后回写整个缓冲区。
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在读写属性值时，属性方法的执行应操作相同的缓冲区。
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注记:
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- 写操作导致的 show() 方法重载，会忽略当前文件位置。
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- 缓冲区应总是 PAGE_SIZE 大小。对于i386，这个值为4096。
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- show() 方法应该返回写入缓冲区的字节数，也就是 scnprintf()的
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返回值。
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- show() 方法在将格式化返回值返回用户空间的时候，禁止使用snprintf()。
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如果可以保证不会发生缓冲区溢出，可以使用sprintf()，否则必须使用
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scnprintf()。
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- store() 应返回缓冲区的已用字节数。如果整个缓存都已填满，只需返回
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count 参数。
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- show() 或 store() 可以返回错误值。当得到一个非法值，必须返回一个
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错误值。
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- 一个传递给方法的对象将会通过 sysfs 调用对象内嵌的引用计数固定在
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内存中。尽管如此，对象代表的物理实体(如设备)可能已不存在。如有必要，
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应该实现一个检测机制。
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一个简单的(未经实验证实的)设备属性实现如下：
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static ssize_t show_name(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
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char *buf)
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{
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return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", dev->name);
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}
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static ssize_t store_name(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
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const char *buf, size_t count)
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{
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snprintf(dev->name, sizeof(dev->name), "%.*s",
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(int)min(count, sizeof(dev->name) - 1), buf);
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return count;
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}
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static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_name, store_name);
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（注意：真正的实现不允许用户空间设置设备名。）
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顶层目录布局
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sysfs 目录的安排显示了内核数据结构之间的关系。
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顶层 sysfs 目录如下:
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block/
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bus/
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class/
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dev/
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devices/
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firmware/
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net/
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fs/
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devices/ 包含了一个设备树的文件系统表示。他直接映射了内部的内核
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设备树，反映了设备的层次结构。
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bus/ 包含了内核中各种总线类型的平面目录布局。每个总线目录包含两个
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子目录:
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devices/
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drivers/
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devices/ 包含了系统中出现的每个设备的符号链接，他们指向 root/ 下的
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设备目录。
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drivers/ 包含了每个已为特定总线上的设备而挂载的驱动程序的目录(这里
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假定驱动没有跨越多个总线类型)。
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fs/ 包含了一个为文件系统设立的目录。现在每个想要导出属性的文件系统必须
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在 fs/ 下创建自己的层次结构(参见Documentation/filesystems/fuse.rst)。
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dev/ 包含两个子目录： char/ 和 block/。在这两个子目录中，有以
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<major>:<minor> 格式命名的符号链接。这些符号链接指向 sysfs 目录
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中相应的设备。/sys/dev 提供一个通过一个 stat(2) 操作结果，查找
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设备 sysfs 接口快捷的方法。
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||
更多有关 driver-model 的特性信息可以在 Documentation/driver-api/driver-model/
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中找到。
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TODO: 完成这一节。
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当前接口
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以下的接口层普遍存在于当前的sysfs中:
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- 设备 (include/linux/device.h)
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结构体:
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struct device_attribute {
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struct attribute attr;
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ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
|
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char *buf);
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ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
|
||
const char *buf, size_t count);
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};
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声明:
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DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store);
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增/删属性:
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int device_create_file(struct device *dev, const struct device_attribute * attr);
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void device_remove_file(struct device *dev, const struct device_attribute * attr);
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- 总线驱动程序 (include/linux/device.h)
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结构体:
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struct bus_attribute {
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struct attribute attr;
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ssize_t (*show)(const struct bus_type *, char * buf);
|
||
ssize_t (*store)(const struct bus_type *, const char * buf, size_t count);
|
||
};
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||
声明:
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BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store)
|
||
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||
增/删属性:
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||
int bus_create_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
|
||
void bus_remove_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
|
||
|
||
|
||
- 设备驱动程序 (include/linux/device.h)
|
||
-----------------------------------------
|
||
|
||
结构体:
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||
struct driver_attribute {
|
||
struct attribute attr;
|
||
ssize_t (*show)(struct device_driver *, char * buf);
|
||
ssize_t (*store)(struct device_driver *, const char * buf,
|
||
size_t count);
|
||
};
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|
||
声明:
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||
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||
DRIVER_ATTR(_name, _mode, _show, _store)
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||
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增/删属性：
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int driver_create_file(struct device_driver *, const struct driver_attribute *);
|
||
void driver_remove_file(struct device_driver *, const struct driver_attribute *);
|
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文档
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sysfs 目录结构以及其中包含的属性定义了一个内核与用户空间之间的 ABI。
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对于任何 ABI，其自身的稳定和适当的文档是非常重要的。所有新的 sysfs
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属性必须在 Documentation/ABI 中有文档。详见 Documentation/ABI/README。
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