linux文件系统的系统分析--(六)sysfs下目录的创建

xiaoxiao2021-02-27  163

 对sysfs和设备模型有了解的都会知道sysfs实际是为了将设备模型导出到用户空间的一个内存文件系统。

       设备模型的关键结构体kobject会组成设备模型的树形结构,而sysfs的关键结构体sysfs_dirent也是类似的树形的结构,vfs中的dentry同样是类似的树形结构。

       sysfs目录文件的创建都是由设备模型的上层构件(bus device driver class)在注册的时候调用它们内含的kobject(设备模型的底层基石)的添加注册操作,而kobject的操作就调用sysfs文件系统的具体操作。

       这些结构体是有联系的,但这一次我们先不过度关注他们的联系,仅仅对sysfs下目录和文件的创建做个分析:

       先看结构体kobject和sysfs_dirent:

[cpp]   view plain  copy struct kobject {       const char      *name;       struct list_head    entry;       struct kobject      *parent;       struct kset     *kset;       struct kobj_type    *ktype;       struct sysfs_dirent *sd;       struct kref     kref;       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;   };      struct sysfs_dirent {       atomic_t        s_count;       atomic_t        s_active;   #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC       struct lockdep_map  dep_map;   #endif       struct sysfs_dirent *s_parent;       struct sysfs_dirent *s_sibling;       const char      *s_name;          union {           struct sysfs_elem_dir       s_dir;           struct sysfs_elem_symlink   s_symlink;           struct sysfs_elem_attr      s_attr;           struct sysfs_elem_bin_attr  s_bin_attr;       };          unsigned int        s_flags;       unsigned short      s_mode;       ino_t           s_ino;       struct sysfs_inode_attrs *s_iattr;   };  

       sysfs_dirent结构中的union有四项:目录、链接文件,属性文件和二进制属性文件。

       我们vfs中有inodeentry两种关键的对象,在很多文件系统的设计中,都会有类似omfs_inodeomfs_extent_entry等等结构体来抽象表明具体文件系统的节点和目录项。

       而在sysfs中,不管是目录还是文件,都用同一个结构体sysfs_dirent来表示,这个结构体可以说是inodedentry的综合,因为有

      unsignedint s_flags;

              unsignedshort s_mode;

              ino_t s_ino;

       等类似于inode的内容,也有

             structsysfs_dirent *s_parent;

             structsysfs_dirent *s_sibling;

             constchar *s_name;

       等类似于dentry的内容。

       总的来说,sysfs_dirent结构体是sysfskobject建立连接的桥梁。

       我们知道,kobject对应于sysfs下的一个目录:

[cpp]   view plain  copy structsysfs_elem_dir {   structkobject    *kobj;   /*children list starts here and goes through sd->s_sibling */   structsysfs_dirent  *children;   };  

       上面的结构体紧密的将kobjectsysfs_dirent联系起来。kobject代表目录,而对于代表目录的sysfs_dirent,内嵌的sysfs_elem_dir有kobject的指针,所以kobject和sysfs_dirent

        是你中有我,我中有你。不过对于文件就不一样了,因为文件也有自己的sysfs_dirent,而文件并没有自己的kobject。

        在普通的文件系统中,比如omfs中,建立一个目录的话,首先会从物理存储介质(磁盘)中读取相关信息填充omfs下的omfs_inode结构体,然后会建立vfs层的inodedentry等结构体。

       而在sysfs中,在建立目录和文件时,只会通过sysfs_dirent结构体来建立目录文件的层次结构,而看不到vfs中的dentryinode。既然是Linux下的文件系统,不管多么特殊,肯定要有inodedentry的,sysfs文件系统也不例外,只不过sysfs将建立inodedentry的操作推到sysfs_lookup函数中来做,在sysfs_lookup中还会建立dentrysysfs_dirtnt的关系。dentry->d_fsdata= sysfs_get(sd);

       其实这个关系,在sysfs_fill_super就有体现:

root->d_fsdata= &sysfs_root;

[cpp]   view plain  copy struct sysfs_dirent sysfs_root = {       .s_name     = "",       .s_count    = ATOMIC_INIT(1),       .s_flags    = SYSFS_DIR,       .s_mode     = S_IFDIR | S_IRWXU | S_IRUGO | S_IXUGO,       .s_ino      = 1,   };  

       这个sysfs_root就是sysfs_dirent层次结构中的根。

        下面是sysfs创建目录的过程,注意的是这个过程只能通过kobject的操作来实现,在/sys下用mkdir是没作用的

[cpp]   view plain  copy int sysfs_create_dir(struct kobject * kobj)   {       struct sysfs_dirent *parent_sd, *sd;       int error = 0;          BUG_ON(!kobj);          if (kobj->parent)           parent_sd = kobj->parent->sd;       else           parent_sd = &sysfs_root;          error = create_dir(kobj, parent_sd, kobject_name(kobj), &sd);       if (!error)           kobj->sd = sd;       return error;   }  

[cpp]   view plain  copy static int create_dir(struct kobject *kobj, struct sysfs_dirent *parent_sd,                 const char *name, struct sysfs_dirent **p_sd)   {       umode_t mode = S_IFDIR| S_IRWXU | S_IRUGO | S_IXUGO;       struct sysfs_addrm_cxt acxt;       struct sysfs_dirent *sd;       int rc;          /* allocate */       sd = sysfs_new_dirent(name, mode, SYSFS_DIR);   //初始化sysfs_dirent结构体       if (!sd)           return -ENOMEM;       sd->s_dir.kobj = kobj;              //sysfs_dirent与kobject的联系建立          /* link in */       sysfs_addrm_start(&acxt, parent_sd);       rc = sysfs_add_one(&acxt, sd);       sysfs_addrm_finish(&acxt);          if (rc == 0)           *p_sd = sd;       else           sysfs_put(sd);       return rc;   }  

         在sysfs_add_one是层次关系的建立:

[cpp]   view plain  copy int __sysfs_add_one(struct sysfs_addrm_cxt *acxt, struct sysfs_dirent *sd)   {       struct sysfs_inode_attrs *ps_iattr;          if (sysfs_find_dirent(acxt->parent_sd, sd->s_name))           return -EEXIST;          sd->s_parent = sysfs_get(acxt->parent_sd);       //建立上下层次间的父子关系          sysfs_link_sibling(sd);                        //建立同一层次的兄弟关系          /* Update timestamps on the parent */       ps_iattr = acxt->parent_sd->s_iattr;                           if (ps_iattr) {           struct iattr *ps_iattrs = &ps_iattr->ia_iattr;           ps_iattrs->ia_ctime = ps_iattrs->ia_mtime = CURRENT_TIME;       }          return 0;   }  

        在sysfs_link_sibling中关键代码:

[cpp]   view plain  copy for (pos = &parent_sd->s_dir.children; *pos; pos = &(*pos)->s_sibling) {       if (sd->s_ino < (*pos)->s_ino)           break;   }  

          根据s_ino从小到大的顺序组成一个链。

           附上一个图,这个关系就一目了然:

从这个图可以很清楚的看到sysfs中sysfs_dirent架成的树形结构(注意他们的s_ino排列),这个结构和kobject,dentry的树形结构几乎一致,因为他们是有联系的,后面我们会一步步理清他们的联系,到时侯就明白sysfs是如何将设备模型(kobject)倒成文件系统的。

    上面的图没有画全,bus-->class-->firmware-->kernel-->power-->module-->block.

 
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