sysfs系统--文件和目录的创建

  sysfs是Linux的特殊文件系统，这个文件系统主要作用是在用户态展示设备的信息。

  Linux计算机系统中，可以在根目录下面找到sys目录，这个目录就是利用sysfs文件系统进行创建的。

  打开sys目录，可以看到设备的分类显示，如下所示：

yxf@yxf-PC:sys$ ls
block  bus  class  dev  devices  firmware  fs  hypervisor  kernel  module  power

  操作系统把设备分为block、bus、class、dev、devices、firmware、fs等目录。

  Linux系统通过proc文件系统来管理内核的重要数据，但随着sysfs文件系统越来越重要，有些内核数据也通过sysfs文件系统来提供；proc因为本身的缺陷，越来越少被用到。

备注：

  sys目录下不能创建和删除文件，因为sysfs文件系统没有提供创建和删除文件 功能。  和设备有关的另一个目录时dev目录，根目录下面的/dev目录设备文件只是代表一个符号，不包括设备相关信息。

4.1 文件和目录的创建

  

4.1.1 sysfs 文件系统的初始化

  sysfs文件系统提供了一个初始化函数sysfs_init来完成注册和初始化工作，代码如下：

int __init  sysfs_init(void)

{

  int  error = -ENOMEM;

  sysfs_dir_cachep = kmem

}

int __init sysfs_init(void){int err = -ENOMEM;sysfs_dir_cachep = kmem_cache_create("sysfs_dir_cache",      sizeof(struct sysfs_dirent),      0, 0, NULL);if (!sysfs_dir_cachep)goto out;err = sysfs_inode_init();if (err)goto out_err;err = register_filesystem(&sysfs_fs_type);if (!err) {sysfs_mnt = kern_mount(&sysfs_fs_type);if (IS_ERR(sysfs_mnt)) {printk(KERN_ERR "sysfs: could not mount!\n");err = PTR_ERR(sysfs_mnt);sysfs_mnt = NULL;unregister_filesystem(&sysfs_fs_type);goto out_err;}} elsegoto out_err;out:return err;out_err:kmem_cache_destroy(sysfs_dir_cachep);sysfs_dir_cachep = NULL;goto out;}

  register_filesystem 和 kern_mount 分析过，把sysfs文件系统插入到文件系统的总链表中，然后为sysfs 文件系统创建一个vfsmount对象、根dentry 和 根inode 结构。

  kmem_cache_create函数的作用是创建一个memory cache 对象。在第一章内核基础层一节分析过，创建一个slab对象，同时指定对象的大小，以后可以利用这个对象申请内存。

  sysfs 文件系统提供函数sysfs_get_sb，创建文件系统超级块对象。sysfs_get_sb函数的实现和aufs文件系统一样，通过调用内核提供的get_sb_single创建超级块对象。sysfs调用get_sb_single时，提供sysfs_fill_super 函数作为sysfs文件系统超级块的赋值函数。 这个赋值函数和aufs的赋值函数类似

4.1.2 sysfs文件系统目录的创建

  对于文件系统，关心文件和目录的创建、删除 以及 读写

1)调用sysfs_create_dir 函数创建目录文件

  sysfs文件系统使用sysfs_create_dir 函数创建目录文件：

int sysfs_create_dir(struct kobject *kobj)

{

  struct dentry *dentry = NULL;

  struct dentry *parent;

  int error = 0;

  BUG_ON(!kobj);

  /*设置父dentry，如果没有父dentry，指定文件系统的root dentry 为父 dentry */

  if(kobj->parent)

    parent = kobject->parent->dentry;

  else if (sysfs_mount && sys_mount->mnt_sb)

    parent = sysfs_mount->mnt_sb->s_root;

  else

    return -EFAULT;

  error = create_dir (kobj, parent, kobject_name(kobj), &dentry);

  if (!error)

    kobj->dentry = dentry;

  return error;

}

struct kobject {const char*name;struct list_headentry;struct kobject*parent;struct kset*kset;struct kobj_type*ktype;struct sysfs_dirent*sd;struct krefkref;unsigned int state_initialized:1;unsigned int state_in_sysfs:1;unsigned int state_add_uevent_sent:1;unsigned int state_remove_uevent_sent:1;unsigned int uevent_suppress:1;};

 sysfs_create_dir的输入参数是一个kobject指针，结构kobject 和 sysfs 文件系统结合紧密 ，包含一个dentry指针。从第2章分析的知识点我们了解到，dentry代表着文件系统内部的层次关系，而包含dentry指针的结构kobject可以对应到sysfs文件系统的一个目录，这个dentry指针就是目录文件的dentry。

2) 调用create_dir 实际执行目录的创建

  sysfs_create_dir调用create_dir实际执行目录的创建，代码如下：

struct int create_dir( struct kobject * k , struct dentry * p , const char * n , struct dentry ** d )

{

  int error;

  /* 指定是一个目录操作 */

  umode_t mode = S_IFDIR | S_IRWXU | S_IRUGO | S_IXUGO;

  mutex_lock( & p->d_inode->i_mutex );

  *d = lookup_one_len(n, p, strlen(n));

  if (! IS_ERR(*d)) {

    /* 如果dirdent对象存在，退出返回错误，否则创建一个新的 dirent  */

    if (sysfs_dirent_exist ( p->d_fsdata, n)

      error = -EEXIST;

    else

      error = sysfs_make_dirent( p->d_fsdata, *d, k, mode, SYSFS_DIR);

...

  }

...

}

  create_dir函数的第一部分是调用 lookup_one_len 在dentry cache 里面查找同名的 dentry 。 如果没有，则创建一个新的dentry。lookup_one_len函数前文已经分析。

  新的结构：sysfs_dirent结构。对sysfs文件系统内的每一个目录和文件，都要为之创建一个sysfs_dirent对象。

3)调用sysfs_make_dirent函数创建一个sysfs_dirent结构

4.1.3 普通文件的创建

4.2 sysfs文件的打开操作

4.2.1  为文件创建inode结构

4.2.2  为dentry结构绑定属性

4.2.4  调用文件系统的open函数

4.3  sysfs文件的读写

4.3.1 读文件的分析过程

4.3.2 写文件的过程分析

4.4  kobject结构

4.4.1  kobject 和 kset 的关系

4.4.2  kobject 实例：总线的祖册

4.5、小结

  内核中的文件系统还有ramfs、 debugfs 、 configfs 、 proc 等