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文章目录
- 1.sysfs（属性）文件的创建、读、写
- 1.1 创建流程
- 1.2 open流程
- 1.3 read流程
- 2.补充
- 2.1 sysfs下常见目录介绍
- 2.2 属性相关
- 2.2.1 简介
- 2.2.2 attribute文件的创建
- 2.3 sysfs目录如何创建的
1.sysfs（属性）文件的创建、读、写
1.1 创建流程
device_add -》 error = device_create_file(dev, &dev_attr_dev);
先来看看 dev_attr_dev 的定义
static DEVICE_ATTR_RO(dev);
637 #define DEVICE_ATTR_RO(_name) \638 struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR_RO(_name)
定义了一个 device_attribute 实例，变量名为 dev_attr_dev
__ATTR_RO 定义为：
624 ./include/linux/sysfs.h625 #define __ATTR_RO(_name) { \626 .attr = { .name = __stringify(_name), .mode = 0444 }, \627 .show = _name##_show, \628 }
上面的 .attr 是 struct attribute 类型
继续看 device_create_file(dev, &dev_attr_dev);
device_create_file -> sysfs_create_file(&dev->kobj, &attr->attr);
参数1是kobject实例，参数2是device_attribute下面的attribute实例
526 // sysfs中创建文件接口：在kobj对应的目录下创建属性文件
527 static inline int __must_check sysfs_create_file(struct kobject *kobj,
528 const struct attribute *attr)
529 {
530 return sysfs_create_file_ns(kobj, attr, NULL);
531 }
sysfs_create_file_ns -> sysfs_add_file_mode_ns (主体函数)
在 sysfs_add_file_mode_ns 函数中：
假设获取到的 sysfs_ops 为 dev_sysfs_ops
那么，struct kernfs_ops ops 为 sysfs_file_kfops_rw
以这个ops 作为参数调用 ： __kernfs_create_file
__kernfs_create_file 创建一个新的 kernfs_node 实例 kn，其 parent 为 device.kobj.sd
并设置 kn->attr.ops = ops; 就是 sysfs_file_kfops_rw，如此在sysfs创立属性对应的文件
（bus_create_file和device_create_file类似）
1.2 open流程
kernfs_file_fops 这个 file_operation 实例是在哪里赋值的：
kernfs_iop_lookup （kernfs_dir_iops.lookup）
kernfs_get_inode
kernfs_init_inode
先看open:
SYSCALL_DEFINE3(open, const char __user *, filename, int, flags, umode_t, mode)
do_sys_open(dfd, filename, flags, mode);
do_filp_open
path_openat
do_last
do_last 函数中有两个关键调用：lookup_open、vfs_open
先看 lookup_open：
调用：dir_inode->i_op->lookup 对于kernfs，dir_inode->i_op 为 kernfs_dir_iops（目录ops），其 lookup hook 为：kernfs_iop_lookup。kernfs_iop_lookup -》 kernfs_get_inode -》 kernfs_init_inode，在 kernfs_init_inode 中：inode->i_fop = &kernfs_file_fops;,得到文件操作集。
继续看vfs_open：
vfs_open -》 do_dentry_open
do_dentry_open函数中，会执行：f->f_op = fops_get(inode->i_fop); 将上面inode的fops赋值给file，就是 kernfs_file_fops
do_dentry_open 下面会执行：
806 if (!open) // open 作为入参是NULL807 open = f->f_op->open;808 if (open) {809 error = open(inode, f);810 if (error)811 goto cleanup_all;812 }
会执行到底层 open hook，即 kernfs_file_fops的open hook，kernfs_fop_open
接下来看 kernfs_fop_open：
首先从（当前操作文件对应的kernfs_node 实例）获取（kernfs_ops实例）ops = kernfs_ops(kn); 就是：kn->attr.ops。
在上面创建属性文件的流程中：__kernfs_create_file 函数会设置这个ops，为 sysfs_file_kfops_rw
回到 kernfs_fop_open，会执行如下代码段：
703 if (ops->seq_show)
704 error = seq_open(file, &kernfs_seq_ops); // 设置seq_file的ops
在seq_open函数中：会从slab缓存控制器里面分配一个 seq_file实例，并设置其ops为kernfs_seq_ops，并将这个seq_file作为其所属file实例的私有数据 private_data成员。
打开流程就大概分析上面这些，主要是为了搞明白file的操作集是怎么来的，接下来read和write会调用到什么底层hook
1.3 read流程
接下来看看读流程，是怎么调用到最底层的show hook的:
SYSCALL_DEFINE3(read, unsigned int, fd, char __user *, buf, size_t, count)
ksys_read(fd, buf, count);
vfs_read
__vfs_read
file->f_op->read：由上面的open流程可知，f_op为 kernfs_file_fops，read hook 为 kernfs_fop_read
kernfs_fop_read
seq_read：主要是调用 m->op->show，在上面的open流程中，m->op为kernfs_seq_ops，show hook为 kernfs_seq_show
kernfs_seq_show
of->kn->attr.ops->seq_show：在创建流程中，可知为of->kn->attr.ops 为 sysfs_file_kfops_rw，seq_show hook为 sysfs_kf_seq_show
sysfs_kf_seq_show:先获取当前kernfs_node对应的kobj，获取kobj->ktype->sysfs_ops，在创建流程中可知为 dev_sysfs_ops，再调用其 show hook，为 dev_attr_show
dev_attr_show：由 attribute实例 找到 device_attribute 实例，再调用其show hook
dev_attr->show
上面 dev_attr->show 这个hook，可以通过 DEVICE_ATTR_RO 来定义，通过 device_create_file 来注册（具体看创建流程）
2.补充
2.1 sysfs下常见目录介绍
sysfs是一个基于内存的虚拟的文件系统
| 目录 | 简介 |
|---|---|
| /sys/block | 存放块设备，提供一设备名(如sda)到/sys/devices的符号链接； |
| /sys/bus | 按总线类型分类，在某个总线目录之下可以找到链接该总线的设备的符号链接，指向/sys/devices. 某个总线目录之下的drivers目录包含了该总线所需的所有驱动的符号链接。对应kernel中的struct bus_type； |
| /sys/calss | 按设备功能分类，如输入设备在/sys/class/input之下，图形设备在/sys/class/graphics之下，是指向/sys/devices的符号链接。 对应kernel中的struct class |
| /sys/dev | 按设备驱动程序分层(字符设备 块设备)，提供以major:minor为名到/sys/devices的符号链接。 对应Kernel中的struct device_driver； |
| /sys/devices | 包含所有被发现的注册在各种总线上的各种物理设备。 所有物理设备都按其在总线上的拓扑结构来显示，除了platform devices和system devices。 platform devices 一般是挂载在芯片内部高速或者低速总线上的各种控制器和外设，能被CPU直接寻址。 system devices不是外设，而是芯片内部的核心结构，比如CPU，timer等。对应kernel中的strcut device； |
| /sys/firmware | 提供对固件的查询和操作接口(关于固件有专用于固件加载的一套api)； |
| /sys/fs | 描述当前加载的文件系统，提供文件系统和文件系统已挂载的设备信息； |
| /sys/kernel | 提供kernel所有可调整参数，但大多数可调整参数依然存放在sysctl(/proc/sys/kernel)； |
| /sys/module | 所有加载模块(包括内联、编译进kernel、外部的模块)信息，按模块类型分类； |
| /sys/power | 电源选项，可用于控制整个机器的电源状态，如写入控制命令进行关机、重启等； |
2.2 属性相关
2.2.1 简介
所谓的attibute，就是内核空间和用户空间进行信息交互的一种方法。例如某个driver定义了一个变量，却希望用户空间程序可以修改该变量，以控制driver的运行行为，那么就可以将该变量以attribute的形式开放出来。
attribute分为普通的attribute和二进制attribute，如下：
30 struct attribute {31 const char *name;32 umode_t mode;33 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC34 bool ignore_lockdep:1;35 struct lock_class_key *key;36 struct lock_class_key skey;37 #endif38 };161 struct bin_attribute {
162 struct attribute attr;
163 size_t size;
164 void *private;
165 ssize_t (*read)(struct file *, struct kobject *, struct bin_attribute *,
166 char *, loff_t, size_t);
167 ssize_t (*write)(struct file *, struct kobject *, struct bin_attribute *,
168 char *, loff_t, size_t);
169 int (*mmap)(struct file *, struct kobject *, struct bin_attribute *attr,
170 struct vm_area_struct *vma);
171 };
struct attribute为普通的attribute，使用该attribute生成的sysfs文件，只能用字符串的形式读写。而struct bin_attribute在struct attribute的基础上，增加了read、write等函数，因此它所生成的sysfs文件可以用任何方式读写。
2.2.2 attribute文件的创建
dev_attr_dev属性文件的创建详见 1
bus_register -> bus_create_file 也是类似的流程
2.3 sysfs目录如何创建的
设备注册：device_add -》 kobject_add -》 kobject_add_varg -》 kobject_add_internal
总线注册：bus_register -》 kset_register -》 kobject_add_internal
kobject_add_internal
create_dir：调用sysfs_create_dir_ns在sysfs中创建目录，并把kobject所属ktype指示的默认属性都填充到当前kobj所指示的目录下