內(nèi)核源碼：linux-2.6.38.8.tar.bz2

目標(biāo)平臺(tái)：ARM體系結(jié)構(gòu)

sysfs是基于內(nèi)存的文件系統(tǒng)，用于向用戶(hù)空間導(dǎo)出內(nèi)核對(duì)象并且能對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)。

1、sysfs文件系統(tǒng)不支持特殊文件，只支持目錄、普通文件（文本或二進(jìn)制文件）和符號(hào)鏈接文件等三種類(lèi)型，在內(nèi)核中都使用struct sysfs_dirent結(jié)構(gòu)體來(lái)表示，相當(dāng)于其他文件系統(tǒng)在硬盤(pán)或flash里的數(shù)據(jù)。源代碼如下所示：

struct sysfs_dirent分為四種類(lèi)型，如下所示：

struct sysfs_open_dirent等結(jié)構(gòu)體的詳細(xì)信息后文說(shuō)明。

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2、sysfs文件系統(tǒng)的初始化是由sysfs_init函數(shù)來(lái)完成的（該函數(shù)由vfs_caches_init函數(shù)所調(diào)用的mnt_init函數(shù)調(diào)用），執(zhí)行文件系統(tǒng)的注冊(cè)和掛載，與rootfs根文件系統(tǒng)的相關(guān)操作類(lèi)似。源代碼如下所示：

在用戶(hù)空間一般都將sysfs文件系統(tǒng)掛載在/sys目錄，而這里也有一次通過(guò)kern_mount函數(shù)的掛載，這樣的話 sysfs文件系統(tǒng)就會(huì)掛載兩次？其實(shí)是沒(méi)有的，后者的掛載并沒(méi)有將當(dāng)前的struct vfsmount結(jié)構(gòu)體實(shí)例插入到掛載樹(shù)中，而是保存在全局指針sysfs_mnt中，并且會(huì)與用戶(hù)空間掛載sysfs文件系統(tǒng)時(shí)所創(chuàng)建的struct vfsmount結(jié)構(gòu)體實(shí)例共享相同的超級(jí)塊。因此，無(wú)論用戶(hù)空間的掛載操作是否執(zhí)行，sysfs文件系統(tǒng)都會(huì)存在于內(nèi)核之中（編譯內(nèi)核有配置CONFIG_SYSFS選項(xiàng)）。sysfs文件系統(tǒng)的struct file_system_type結(jié)構(gòu)體實(shí)例如下所示：

其中，sysfs_test_super函數(shù)用于判斷struct sysfs_super_info結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)是否相同以便確認(rèn)是否可以共享超級(jí)塊，源代碼如下所示：

sysfs_fill_super函數(shù)主要用于創(chuàng)建sysfs文件系統(tǒng)根目錄所對(duì)應(yīng)的目錄項(xiàng)及其i節(jié)點(diǎn)，并且將sysfs_root作為根目錄項(xiàng)的私有數(shù)據(jù)。源代碼如下所示：

3、文件系統(tǒng)最核心的內(nèi)容是要看其i節(jié)點(diǎn)是如何構(gòu)建的，sysfs文件系統(tǒng)使用sysfs_init_inode函數(shù)來(lái)創(chuàng)建。源代碼如下所示：

四種structsysfs_dirent類(lèi)型對(duì)應(yīng)三種文件類(lèi)型，其中SYSFS_KOBJ_ATTR和SYSFS_KOBJ_BIN_ATTR都為普通文件。文件系統(tǒng)針對(duì)不同的文件類(lèi)型，i節(jié)點(diǎn)操作函數(shù)（struct inode_operations）和文件內(nèi)容操作函數(shù)（struct file_operations）都會(huì)有不同的實(shí)現(xiàn)，并且其中的函數(shù)也是根據(jù)文件類(lèi)型來(lái)決定是否實(shí)現(xiàn)（大部分成員為空指針）。

3.1、目錄的i節(jié)點(diǎn)操作函數(shù)和文件內(nèi)容操作函數(shù)分別為sysfs_dir_inode_operations和sysfs_dir_operations，其中i節(jié)點(diǎn)操作函數(shù)的create、mkdir和rmdir等成員都為空指針，表示sysfs文件系統(tǒng)的目錄或文件無(wú)法從用戶(hù)空間通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用來(lái)創(chuàng)建和刪除。對(duì)于sysfs文件系統(tǒng)中的目錄來(lái)說(shuō)，i節(jié)點(diǎn)操作函數(shù)最重要的是查找函數(shù)sysfs_lookup，文件內(nèi)容操作函數(shù)最重要的是遍歷目錄函數(shù)sysfs_readdir。源代碼如下所示：

對(duì)于目錄來(lái)說(shuō)，只能有一個(gè)目錄項(xiàng)別名。

當(dāng)在用戶(hù)空間通過(guò)ls等命令查看sysfs文件系統(tǒng)的目錄時(shí)，會(huì)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用getdents調(diào)用vfs_readdir，然后再調(diào)用sysfs_readdir函數(shù)。其中參數(shù)filp表示該目錄打開(kāi)之后的文件指針，dirent實(shí)際為struct getdents_callback類(lèi)型的數(shù)據(jù)，filldir為回調(diào)函數(shù)指針，指向同名的filldir函數(shù)。源代碼如下所示：

3.2、sysfs文件系統(tǒng)針對(duì)文本文件和二進(jìn)制文件實(shí)現(xiàn)了不同的文件內(nèi)容操作函數(shù)，而i節(jié)點(diǎn)操作函數(shù)則相同。源代碼如下所示：

針對(duì)普通文件，最重要的是觀察它的文件內(nèi)容操作函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，如open、read和write等函數(shù)。下面則以文本文件為例，看看sysfs文件系統(tǒng)是如何讀寫(xiě)文件的。源代碼如下所示：

在sysfs文件系統(tǒng)中，文本文件使用struct sysfs_elem_attr來(lái)表示，而該結(jié)構(gòu)體有一個(gè)struct sysfs_open_dirent類(lèi)型的open成員，主要用于管理每次打開(kāi)并讀/寫(xiě)該文件時(shí)所使用的內(nèi)存（struct sysfs_buffer）。源代碼如下所示：

sysfs_read_file為sysfs文件系統(tǒng)文本文件的讀函數(shù)，源代碼如下所示：

sysfs_write_file為sysfs文件系統(tǒng)的寫(xiě)函數(shù)，源代碼如下所示：

關(guān)閉文件時(shí)，打開(kāi)、讀/寫(xiě)文件時(shí)所分配的內(nèi)存都會(huì)釋放，并不會(huì)一直存在于內(nèi)核中。

3.3、對(duì)于符號(hào)鏈接文件來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有文件內(nèi)容操作函數(shù)，只有i節(jié)點(diǎn)操作函數(shù)，其中最重要的函數(shù)為符號(hào)鏈接文件的解析函數(shù)sysfs_follow_link，源代碼如下所示：

讀取符號(hào)鏈接文件內(nèi)容的函數(shù)generic_readlink主要就是靠解析函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，源代碼如下所示：

其中，sysfs_put_link函數(shù)執(zhí)行與sysfs_follow_link函數(shù)相反的操作，這里只是釋放由sysfs_follow_link函數(shù)分配的內(nèi)存。

4、對(duì)于sysfs文件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在用戶(hù)空間只能讀寫(xiě)文件的內(nèi)容，而無(wú)法創(chuàng)建或刪除文件或目錄，只能在內(nèi)核中通過(guò)sysfs_create_dir、sysfs_create_file等等函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.1、內(nèi)核對(duì)象（struct kobject）對(duì)應(yīng)于sysfs文件系統(tǒng)中的目錄，可使用sysfs_create_dir函數(shù)來(lái)創(chuàng)建，源代碼如下所示：

4.2、內(nèi)核對(duì)象的屬性（struct attribute）對(duì)應(yīng)于sysfs文件系統(tǒng)中的文本文件，可使用sysfs_create_file函數(shù)來(lái)創(chuàng)建，源代碼如下所示：

sysfs文件系統(tǒng)中的二進(jìn)制文件通過(guò)sysfs_create_bin_file函數(shù)來(lái)創(chuàng)建，符號(hào)鏈接文件通過(guò)sysfs_create_link函數(shù)來(lái)創(chuàng)建。