sys目录是利用Linux的sysfs特殊文件系统创建的,用于在用户态展示设备信息等内核数据。在sys中建立目录和文件涉及以下内容:
sysfs文件系统初始化
sysfs文件系统通过 sysfs_init 函数完成注册和初始化,其主要操作包括:
- 使用 kmem_cache_create 创建一个名为 sysfs_dir_cache 的memory cache对象,用于后续申请内存。
- 调用 sysfs_inode_init 进行inode相关初始化。
- 通过 register_filesystem 将sysfs文件系统插入到文件系统的总链表中。
- 利用 kern_mount 为sysfs文件系统创建一个vfsmount对象、根dentry和根inode结构。
具体目录和文件的创建
在驱动开发等场景下,可通过特定函数在sys目录下创建目录和文件:
- 创建目录:可使用 kobject_create_and_add 函数在 /sys 下创建目录。该函数会创建一个kobject,并将其添加到sysfs文件系统中,从而在sys目录下呈现出对应的目录。
- 创建文件:通常使用 sysfs_create_group 函数来创建文件。它可以将一组属性(对应文件)与特定的kobject关联起来,进而在sys目录中该kobject对应的目录下创建出相应文件。
此外,sys目录下的内容与内核中的设备模型等紧密相关。随着设备的插拔、驱动的加载卸载等操作,sys目录下的目录和文件会动态地创建、更新或消失。例如,当系统检测到新设备插入时,会在内核中创建对应的设备对象,并在sys目录的相关位置(如 /sys/devices 等)创建相应的目录和文件来展示设备信息;加载驱动模块时,也可能会在sys中创建特定的目录和文件以提供驱动相关信息。
在Linux系统中,sysfs文件系统与驱动程序之间存在着紧密的联系,操作sysfs文件可以触发驱动中的相应动作,主要体现在以下几个方面:
属性文件与驱动数据交互
- 从驱动向sysfs输出数据:驱动程序可以通过 sysfs_create_file 等函数在sysfs中创建属性文件,并将设备的相关信息(如设备状态、寄存器值等)通过这些属性文件提供给用户空间。用户读取sysfs中的属性文件时,实际上是调用了驱动中定义的 show 函数,该函数会将驱动内部的数据转换为可读的格式返回给用户。
- 从sysfs向驱动输入数据:当用户向sysfs中的属性文件写入数据时,会触发驱动中定义的 store 函数。通过这种方式,用户空间可以向驱动程序传递参数,从而控制驱动的行为,如设置设备的工作模式、配置寄存器等。
设备节点与驱动操作关联
- 设备注册与节点创建:驱动程序在初始化时,会通过 platform_device_register 等函数向系统注册设备。系统会为该设备在sysfs中创建相应的设备节点。这些节点为用户空间提供了操作设备的接口,用户可以通过对这些节点执行 open 、 read 、 write 、 ioctl 等系统调用来与驱动程序进行交互,进而操作设备。
- 热插拔事件与驱动响应:sysfs中的 uevent 机制用于通知用户空间设备的热插拔事件。当设备插入或拔出时,驱动程序会通过 kobject_uevent 等函数发送相应的热插拔事件。用户空间的 udev 等工具可以监听这些事件,并根据事件类型执行相应的操作,如加载或卸载驱动程序、创建设备节点等。
符号链接与驱动关联
- 建立驱动与设备的联系:在sysfs中,符号链接可以用于建立驱动与设备之间的关联。例如,在 /sys/bus/platform/drivers/ 目录下,每个驱动都有一个对应的目录,其中包含了指向该驱动所管理设备的符号链接。这些符号链接使得用户可以方便地找到与特定驱动相关的设备,并且可以通过操作这些符号链接来间接操作设备,从而触发驱动中的相应操作。