linux文件系统的系统分析--(六)sysfs下目录的创建
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:
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inode和entry两种关键的对象,在很多文件系统的设计中,都会有类似omfs_inode和omfs_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inode和dentry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sysfs和kobject建立连接的桥梁。
我们知道,kobject对应于sysfs下的一个目录:
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 kobject和 sysfs_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inode和dentry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dentry、inode。既然是linux下的文件系统,不管多么特殊,肯定要有inode和dentry的,sysfs文件系统也不例外,只不过sysfs将建立inode和dentry的操作推到sysfs_lookup函数中来做,在sysfs_lookup中还会建立dentry与sysfs_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;
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
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;
}
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:
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:
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.
使用的画图工具是linux下的dia diagram edit,还算比较好用。
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