Linux Sysfs详解:设备模型与用户空间交互
需积分: 9 126 浏览量
更新于2024-10-30
收藏 826KB PDF 举报
"Linux那些事儿之我是Sysfs"
Sysfs初探
Sysfs是一个虚拟的文件系统,它在Linux内核中被引入,主要用于提供对内核数据结构的访问,特别是设备驱动程序的状态和配置信息。它允许用户空间应用程序通过标准的文件操作(如读、写和属性设置)来查询和修改内核中的数据。Sysfs是Linux设备模型的一部分,旨在简化设备驱动程序的开发,并提供一种安全的方式来与硬件交互。
Linus设备底层模型
在Linux内核中,设备模型是为了管理和控制硬件设备而设计的一套机制。它包括设备节点、设备类、总线以及设备驱动等概念。设备模型提供了组织和注册这些组件的方式,使得内核能够正确地初始化、操作和关闭设备。
设备模型上层容器
设备模型的上层容器是用于封装设备的抽象,比如设备类(device class)和总线(bus)。设备类定义了设备的一组通用属性,而总线则作为连接设备和驱动程序的桥梁。当设备被添加到系统时,它们会根据其类型和连接的总线被分到对应的类。
举例一:ldddb.us
`ldddb.us`是Linux设备驱动开发第三版(LDD3)中提供的一个示例,它展示了如何创建一个简单的字符设备驱动并将其集成到sysfs中。这个例子解释了如何创建设备节点、注册设备,并通过sysfs暴露驱动的某些属性,使得用户空间可以读取或修改这些属性。
举例二:scull.d
`scull.d`也是LDD3中的一个示例,模拟了一个存储设备。它展示了如何使用sysfs来管理设备的多个“量子”(quanta),每个量子代表一部分存储空间。通过sysfs,用户可以查看和调整设备的量子数量和大小。
文件系统
在Linux中,文件系统是组织和存储数据的基本单元。它负责将磁盘上的数据结构化为文件和目录,供用户和应用程序访问。在sysfs中,文件系统扮演了一个特殊的角色,因为它不涉及实际的物理存储,而是充当了内核数据结构和用户空间之间的接口。
Dentry与inode
Dentry和inode是Linux文件系统中的关键数据结构。Dentry是文件系统路径中每个部分的内存表示,它包含了文件名和指向对应inode的指针。Inode则是文件系统的元数据存储,包括文件的权限、大小、创建时间等信息。在sysfs中,每个文件和目录都有对应的dentry和inode。
一起散散步——pathwalk
Pathwalk是Linux内核中用于查找文件的机制,它遍历dentry链路以定位指定路径的文件。在sysfs中,pathwalk用于找到由用户空间提供的路径所对应的内核对象。
Sysfs文件系统模型
Sysfs文件系统模型基于VFS(Virtual File System)层,它创建了一系列的文件和目录,映射到内核中的设备和驱动状态。开发者可以通过内核API在sysfs中创建目录和文件,从而提供对内核功能的访问。例如,设备驱动可以创建一个文件,用户通过读写该文件来改变设备的工作模式或配置。
Sysfs创建目录
在sysfs中创建目录是通过`sysfs_create_dir()`函数实现的,这会在sysfs文件系统中生成一个新的目录条目,通常对应于设备类或驱动。
Sysfs创建普通文件
创建sysfs普通文件使用`sysfs_create_file()`函数,它会在指定的父目录下创建一个文件,这个文件可以被用户空间读取或写入,以交互方式控制内核的行为。
Sysfs读入文件夹内容
通过标准的文件操作函数(如`open()`, `read()`, `close()`)可以读取sysfs目录的内容。用户空间应用程序通常会打开目录,然后通过`readdir()`遍历目录中的条目。
Sysfs读入普通文件内容
读取sysfs普通文件内容同样使用标准的文件操作,如`open()`打开文件,然后`read()`读取数据,最后`close()`关闭文件。
后记
文章的作者强调了学习Linux内核的持续性和实践性,并希望通过分享自己的学习经验,鼓励更多的人参与Linux技术的学习和讨论。Sysfs是理解和操作Linux设备驱动的重要工具,通过深入学习sysfs,开发者可以更好地控制和调试硬件设备。
2013-04-24 上传
2009-03-14 上传
2009-03-14 上传
2011-09-16 上传
2010-09-02 上传
2009-03-02 上传
2017-10-23 上传
2010-09-27 上传
2011-12-15 上传
哥特de忧伤
- 粉丝: 30
- 资源: 8
最新资源
- 前端协作项目:发布猜图游戏功能与待修复事项
- Spring框架REST服务开发实践指南
- ALU课设实现基础与高级运算功能
- 深入了解STK:C++音频信号处理综合工具套件
- 华中科技大学电信学院软件无线电实验资料汇总
- CGSN数据解析与集成验证工具集:Python和Shell脚本
- Java实现的远程视频会议系统开发教程
- Change-OEM: 用Java修改Windows OEM信息与Logo
- cmnd:文本到远程API的桥接平台开发
- 解决BIOS刷写错误28:PRR.exe的应用与效果
- 深度学习对抗攻击库:adversarial_robustness_toolbox 1.10.0
- Win7系统CP2102驱动下载与安装指南
- 深入理解Java中的函数式编程技巧
- GY-906 MLX90614ESF传感器模块温度采集应用资料
- Adversarial Robustness Toolbox 1.15.1 工具包安装教程
- GNU Radio的供应商中立SDR开发包:gr-sdr介绍