1?前言

內核中有三個常用的偽文件系統：procfs，debugfs和sysfs。

procfs — The proc filesystem is a pseudo-filesystem which provides an interface to kernel data structures.

sysfs —?The?filesystem for exporting kernel objects.

debugfs — Debugfs exists as a simple way for kernel developers to make information available to user space.

它們都用于Linux內核和用戶空間的數據交換，但是適用的場景有所差異：

procfs 歷史最早，最初就是用來跟內核交互的唯一方式，用來獲取處理器、內存、設備驅動、進程等各種信息。

sysfs 跟 kobject 框架緊密聯系，而 kobject 是為設備驅動模型而存在的，所以 sysfs 是為設備驅動服務的。

debugfs 從名字來看就是為debug而生，所以更加靈活。

它們仨的掛載方式類似，做個實驗：

$ sudo mkdir?/tmp/{proc,sys,debug}

$ sudo mount?-t proc nondev?/tmp/proc/

$ sudo mount?-t sys nondev?/tmp/sys/

$ sudo mount?-t debugfs nondev?/tmp/debug/

不過，默認情況下，它們分別掛載在/proc，/sys/，/sys/kernel/debug/。

下面簡單介紹這三個文件系統的用法。在介紹之前，請記下他們的官方文檔：

procfs — Documentation/filesystems/proc.txt

sysfs — Documentation/filesystems/sysfs.txt

debugfs — Documentation/filesystems/debugfs.txt

2?debugfs

API說明

struct?dentry?*debugfs_create_dir(const?char?*name,?struct?dentry?*parent)

struct?dentry?*debugfs_create_file(const?char?*name,?umode_t?mode,

struct?dentry?*parent,?void?*data,

const?struct?file_operations?*fops)

參考實例

drivers/base/power/wakeup.c:

/**

* wakeup_sources_stats_show - Print wakeup sources statistics information.

* @m: seq_file to print the statistics into.

*/

static?int?wakeup_sources_stats_show(struct?seq_file?*m,?void?*unused)

{

struct?wakeup_source?*ws;

seq_puts(m,?"name active_count event_count wakeup_count "

"expire_count active_since total_time max_time "

"last_change prevent_suspend_time ");

rcu_read_lock();

list_for_each_entry_rcu(ws,?&wakeup_sources,?entry)

print_wakeup_source_stats(m,?ws);

rcu_read_unlock();

return?0;

}

static?int?wakeup_sources_stats_open(struct?inode?*inode,?struct?file?*file)

{

return?single_open(file,?wakeup_sources_stats_show,?NULL);

}

static?const?struct?file_operations wakeup_sources_stats_fops?=?{

.owner?=?THIS_MODULE,

.open?=?wakeup_sources_stats_open,

.read?=?seq_read,

.llseek?=?seq_lseek,

.release?=?single_release,

};

static?int?__init wakeup_sources_debugfs_init(void)

{

wakeup_sources_stats_dentry?=?debugfs_create_file("wakeup_sources",

S_IRUGO,?NULL,?NULL,?&wakeup_sources_stats_fops);

return?0;

}

創建完的接口

/sys/kernel/debug/wakup_sources

給接口添加多級目錄

上述接口直接創建在?debugfs?根目錄（/sys/kernel/debug）下，所以?debugfs_create_file的parent參數被設置成了NULL，如果要加一級目錄，則可以先用debugfs_create_dir?創建一級目錄，例如，要創建：/sys/kernel/debug/power/wakeup_sources?的話，則需要：

struct?dentry?*power;

int?err?=?-ENOMEM;

power?=?debugfs_create_dir("clock",?NULL);

if?(!power)

return?err;

wakeup_sources_stats_dentry?=?debugfs_create_file("wakeup_sources",

S_IRUGO,?power,?NULL,?&wakeup_sources_stats_fops);

3?procfs

proc_mkdir?用法跟?debugfs_create_dir?幾無差異。

API說明

static?inline?struct?proc_dir_entry?*proc_mkdir(const?char?*name,?struct?proc_dir_entry?*parent)

static?inline?struct?proc_dir_entry?*proc_create(const?char?*name,?umode_t?mode,

struct?proc_dir_entry?*parent,?const?struct?file_operations?*proc_fops)

參考實例

在上面例子的基礎上，可以添加如下語句：

static?int?__init wakeup_sources_debugfs_init(void)

{

proc_create("wakelocks",?S_IFREG?|?S_IRUGO,?NULL,?&wakeup_sources_stats_fops);

return?0;

}

創建后的接口

/proc/wakelocks

給接口添加多級目錄

這樣創建的接口用起來跟?/sys/kernel/debug/wakeup_sources?沒有任何差異，類似地，如果要加一級目錄，例如?/proc/power/wakelocks，則可以：

struct?proc_dir_entry?*power;

int?err?=?-ENOMEM;

power?=?proc_mkdir("power",?NULL);

if?(!power)

return?err;

proc_create("wakelocks",?S_IFREG?|?S_IRUGO,?power,?&wakeup_sources_stats_fops);

4?sysfs

在?sysfs?中，有另外一個常見用法，那就是在一個 kobject 對應的目錄下創建一個符號（屬性文件）指向另外一個 kobject 對應的目錄，通常這個是為了方便記憶和訪問。這個API是?sysfs_create_link。

這種創建符號鏈接方法其實有一個很特殊的實例，那就是在驅動模型里頭，有一個?class?的概念，它把掛在不同總線上，但是實現類似功能的設備進行歸類，比如說?input類，backlight?類等。

如果設備屬于一個現存的類，比如?backlight，那么可以用?backlight_device_register?創建，如果是?I2C?設備，會先在I2C下創建?sysfs?訪問節點，并創建一個符號鏈接到?backlight?類所屬的目錄下。

當然，如果沒有找到設備能掛的直觀的類，也可以用?class_create?創建類，設備類通常會有一組默認的設備操作接口，例如?backlight?類有?bl_device_attributes，如果要創建更多的設備特定的節點，可以用?device_create_file?或者?device_add_groups?創建節點或者節點群。

API說明

struct?kobject?*kobject_create_and_add(const?char?*name,?struct?kobject?*parent)

int?sysfs_create_file(struct?kobject?*?kobj,?const?struct?attribute?*?attr)

static?inline?int?sysfs_create_link(struct?kobject?*kobj,?struct?kobject?*target,?const?char?*name)

int?device_create_file(struct?device?*dev,?const?struct?device_attribute?*attr)

參考實例

在?/sys/power?下創建一個 wakelocks 節點，用于讀/寫一個字符串。

static?char?test_str[11];

static?ssize_t?show_wakelocks(struct?kobject?*kobj,?struct?attribute?*attr,?char?*buf)

{

int?ret;

ret?=?snprintf(buf,?10,?"%s ",?test_str);

return?ret;

}

static?ssize_t?store_wakelocks(struct?kobject?*kobj,?struct?attribute?*attr,

const?char?*buf,?size_t?count)

{

int?tmp;

ret?=?sscanf(buf,?"%10s",?test_str);

if?(ret?!=?1)

return?-EINVAL;

return?count;

}

define_one_global_rw(wakelocks);

static?int?__init wakelocks_init(void)

{

int?ret;

ret?=?sysfs_create_file(power_kobj,?&wakelocks.attr);

}

創建后的節點

/sys/power/test_node

給接口添加多級目錄

咱們上面其實已經把 test_node 創建在?/sys/power?目錄下，而非根目錄?/sys?下，而參數 power_kobj 為內核已經在?kernel/power/main.c?創建的kobject對象。

struct?kobject?*power_kobj;

power_kobj?=?kobject_create_and_add("power",?NULL);

if?(!power_kobj)

return?-ENOMEM;

5?小結

通過比較發現，上述三個文件系統的 API 用法類似，而其中?debugfs?和?procfs?幾乎有相同的參數，用的主要結構體是?struct file_operations，蠻多操作可以用?seq_*?家族的函數來實現。而?sysfs?則用到比較簡單一些的?struct global_attr?結構體。對于提供給用戶空間的節點，都可以輕松實現讀寫操作。

在創建目錄方面，debugfs?和?procfs?類似，且比較簡單。而?sysfs?要創建一級目錄，需要先創建一個 kobject 對象。

為了簡化設備模型依據總線創建的訪問節點路徑，sysfs?提供了API用于創建更簡易的符號鏈接，可以創建到自己指定的目錄下，也可以用設備類（Class）提供的API創建到設備類所屬的目錄下。

對于?sysfs，由于?kobject?與?device?的一對一依存關系，也可以直接用?device_create_file?來創建節點。

?