1SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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3Chinese translated version of Documentation/filesystems/sysfs.rst
4
5If you have any comment or update to the content, please contact the
6original document maintainer directly.  However, if you have a problem
7communicating in English you can also ask the Chinese maintainer for
8help.  Contact the Chinese maintainer if this translation is outdated
9or if there is a problem with the translation.
10
11Maintainer: Patrick Mochel	<mochel@osdl.org>
12		Mike Murphy <mamurph@cs.clemson.edu>
13Chinese maintainer: Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
14---------------------------------------------------------------------
15Documentation/filesystems/sysfs.rst 的中文翻譯
16
17如果想評論或更新本文的內容，請直接聯繫原文檔的維護者。如果你使用英文
18交流有困難的話，也可以向中文版維護者求助。如果本翻譯更新不及時或者翻
19譯存在問題，請聯繫中文版維護者。
20英文版維護者： Patrick Mochel	<mochel@osdl.org>
21		Mike Murphy <mamurph@cs.clemson.edu>
22中文版維護者： 傅煒 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
23中文版翻譯者： 傅煒 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
24中文版校譯者： 傅煒 Fu Wei <tekkamanninja@gmail.com>
25繁體中文版校譯者：胡皓文 Hu Haowen <src.res.211@gmail.com>
26
27
28以下爲正文
29---------------------------------------------------------------------
30sysfs - 用於導出內核對象(kobject)的文件系統
31
32Patrick Mochel	<mochel@osdl.org>
33Mike Murphy <mamurph@cs.clemson.edu>
34
35修訂:    16 August 2011
36原始版本:   10 January 2003
37
38
39sysfs 簡介:
40~~~~~~~~~~
41
42sysfs 是一個最初基於 ramfs 且位於內存的文件系統。它提供導出內核
43數據結構及其屬性，以及它們之間的關聯到用戶空間的方法。
44
45sysfs 始終與 kobject 的底層結構緊密相關。請閱讀
46Documentation/core-api/kobject.rst 文檔以獲得更多關於 kobject 接口的
47信息。
48
49
50使用 sysfs
51~~~~~~~~~~~
52
53只要內核配置中定義了 CONFIG_SYSFS ，sysfs 總是被編譯進內核。你可
54通過以下命令掛載它:
55
56    mount -t sysfs sysfs /sys
57
58
59創建目錄
60~~~~~~~~
61
62任何 kobject 在系統中註冊，就會有一個目錄在 sysfs 中被創建。這個
63目錄是作爲該 kobject 的父對象所在目錄的子目錄創建的，以準確地傳遞
64內核的對象層次到用戶空間。sysfs 中的頂層目錄代表著內核對象層次的
65共同祖先；例如：某些對象屬於某個子系統。
66
67Sysfs 在與其目錄關聯的 kernfs_node 對象中內部保存一個指向實現
68目錄的 kobject 的指針。以前，這個 kobject 指針被 sysfs 直接用於
69kobject 文件打開和關閉的引用計數。而現在的 sysfs 實現中，kobject
70引用計數只能通過 sysfs_schedule_callback() 函數直接修改。
71
72
73屬性
74~~~~
75
76kobject 的屬性可在文件系統中以普通文件的形式導出。Sysfs 爲屬性定義
77了面向文件 I/O 操作的方法，以提供對內核屬性的讀寫。
78
79
80屬性應爲 ASCII 碼文本文件。以一個文件只存儲一個屬性值爲宜。但一個
81文件只包含一個屬性值可能影響效率，所以一個包含相同數據類型的屬性值
82數組也被廣泛地接受。
83
84混合類型、表達多行數據以及一些怪異的數據格式會遭到強烈反對。這樣做是
85很丟臉的,而且其代碼會在未通知作者的情況下被重寫。
86
87
88一個簡單的屬性結構定義如下:
89
90struct attribute {
91        char                    * name;
92        struct module		*owner;
93        umode_t                 mode;
94};
95
96
97int sysfs_create_file(struct kobject * kobj, const struct attribute * attr);
98void sysfs_remove_file(struct kobject * kobj, const struct attribute * attr);
99
100
101一個單獨的屬性結構並不包含讀寫其屬性值的方法。子系統最好爲增刪特定
102對象類型的屬性定義自己的屬性結構體和封裝函數。
103
104例如:驅動程序模型定義的 device_attribute 結構體如下:
105
106struct device_attribute {
107	struct attribute	attr;
108	ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
109			char *buf);
110	ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
111			 const char *buf, size_t count);
112};
113
114int device_create_file(struct device *, const struct device_attribute *);
115void device_remove_file(struct device *, const struct device_attribute *);
116
117爲了定義設備屬性，同時定義了一下輔助宏:
118
119#define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
120struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
121
122例如:聲明
123
124static DEVICE_ATTR(foo, S_IWUSR | S_IRUGO, show_foo, store_foo);
125
126等同於如下代碼：
127
128static struct device_attribute dev_attr_foo = {
129       .attr	= {
130		.name = "foo",
131		.mode = S_IWUSR | S_IRUGO,
132		.show = show_foo,
133		.store = store_foo,
134	},
135};
136
137
138子系統特有的回調函數
139~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
140
141當一個子系統定義一個新的屬性類型時，必須實現一系列的 sysfs 操作，
142以幫助讀寫調用實現屬性所有者的顯示和儲存方法。
143
144struct sysfs_ops {
145        ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *, char *);
146        ssize_t (*store)(struct kobject *, struct attribute *, const char *, size_t);
147};
148
149[子系統應已經定義了一個 struct kobj_type 結構體作爲這個類型的
150描述符，並在此保存 sysfs_ops 的指針。更多的信息參見 kobject 的
151文檔]
152
153sysfs 會爲這個類型調用適當的方法。當一個文件被讀寫時，這個方法會
154將一般的kobject 和 attribute 結構體指針轉換爲適當的指針類型後
155調用相關聯的函數。
156
157
158示例:
159
160#define to_dev_attr(_attr) container_of(_attr, struct device_attribute, attr)
161
162static ssize_t dev_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
163                             char *buf)
164{
165        struct device_attribute *dev_attr = to_dev_attr(attr);
166        struct device *dev = kobj_to_dev(kobj);
167        ssize_t ret = -EIO;
168
169        if (dev_attr->show)
170                ret = dev_attr->show(dev, dev_attr, buf);
171        if (ret >= (ssize_t)PAGE_SIZE) {
172                printk("dev_attr_show: %pS returned bad count\n",
173                                dev_attr->show);
174        }
175        return ret;
176}
177
178
179
180讀寫屬性數據
181~~~~~~~~~~~~
182
183在聲明屬性時，必須指定 show() 或 store() 方法，以實現屬性的
184讀或寫。這些方法的類型應該和以下的設備屬性定義一樣簡單。
185
186ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf);
187ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
188                 const char *buf, size_t count);
189
190也就是說,他們應只以一個處理對象、一個屬性和一個緩衝指針作爲參數。
191
192sysfs 會分配一個大小爲 (PAGE_SIZE) 的緩衝區並傳遞給這個方法。
193Sysfs 將會爲每次讀寫操作調用一次這個方法。這使得這些方法在執行時
194會出現以下的行爲:
195
196- 在讀方面（read(2)），show() 方法應該填充整個緩衝區。回想屬性
197  應只導出了一個屬性值或是一個同類型屬性值的數組，所以這個代價將
198  不會不太高。
199
200  這使得用戶空間可以局部地讀和任意的向前搜索整個文件。如果用戶空間
201  向後搜索到零或使用『0』偏移執行一個pread(2)操作，show()方法將
202  再次被調用，以重新填充緩存。
203
204- 在寫方面（write(2)），sysfs 希望在第一次寫操作時得到整個緩衝區。
205  之後 Sysfs 傳遞整個緩衝區給 store() 方法。
206
207  當要寫 sysfs 文件時，用戶空間進程應首先讀取整個文件，修該想要
208  改變的值，然後回寫整個緩衝區。
209
210  在讀寫屬性值時，屬性方法的執行應操作相同的緩衝區。
211
212註記:
213
214- 寫操作導致的 show() 方法重載，會忽略當前文件位置。
215
216- 緩衝區應總是 PAGE_SIZE 大小。對於i386，這個值爲4096。
217
218- show() 方法應該返回寫入緩衝區的字節數，也就是 scnprintf()的
219  返回值。
220
221- show() 方法在將格式化返回值返回用戶空間的時候，禁止使用snprintf()。
222  如果可以保證不會發生緩衝區溢出，可以使用sprintf()，否則必須使用
223  scnprintf()。
224
225- store() 應返回緩衝區的已用字節數。如果整個緩存都已填滿，只需返回
226  count 參數。
227
228- show() 或 store() 可以返回錯誤值。當得到一個非法值，必須返回一個
229  錯誤值。
230
231- 一個傳遞給方法的對象將會通過 sysfs 調用對象內嵌的引用計數固定在
232  內存中。儘管如此，對象代表的物理實體(如設備)可能已不存在。如有必要，
233  應該實現一個檢測機制。
234
235一個簡單的(未經實驗證實的)設備屬性實現如下：
236
237static ssize_t show_name(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
238                         char *buf)
239{
240	return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", dev->name);
241}
242
243static ssize_t store_name(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
244                          const char *buf, size_t count)
245{
246        snprintf(dev->name, sizeof(dev->name), "%.*s",
247                 (int)min(count, sizeof(dev->name) - 1), buf);
248	return count;
249}
250
251static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_name, store_name);
252
253
254（注意：真正的實現不允許用戶空間設置設備名。）
255
256頂層目錄布局
257~~~~~~~~~~~~
258
259sysfs 目錄的安排顯示了內核數據結構之間的關係。
260
261頂層 sysfs 目錄如下:
262
263block/
264bus/
265class/
266dev/
267devices/
268firmware/
269net/
270fs/
271
272devices/ 包含了一個設備樹的文件系統表示。他直接映射了內部的內核
273設備樹，反映了設備的層次結構。
274
275bus/ 包含了內核中各種總線類型的平面目錄布局。每個總線目錄包含兩個
276子目錄:
277
278	devices/
279	drivers/
280
281devices/ 包含了系統中出現的每個設備的符號連結，他們指向 root/ 下的
282設備目錄。
283
284drivers/ 包含了每個已爲特定總線上的設備而掛載的驅動程序的目錄(這裡
285假定驅動沒有跨越多個總線類型)。
286
287fs/ 包含了一個爲文件系統設立的目錄。現在每個想要導出屬性的文件系統必須
288在 fs/ 下創建自己的層次結構(參見Documentation/filesystems/fuse.rst)。
289
290dev/ 包含兩個子目錄： char/ 和 block/。在這兩個子目錄中，有以
291<major>:<minor> 格式命名的符號連結。這些符號連結指向 sysfs 目錄
292中相應的設備。/sys/dev 提供一個通過一個 stat(2) 操作結果，查找
293設備 sysfs 接口快捷的方法。
294
295更多有關 driver-model 的特性信息可以在 Documentation/driver-api/driver-model/
296中找到。
297
298
299TODO: 完成這一節。
300
301
302當前接口
303~~~~~~~~
304
305以下的接口層普遍存在於當前的sysfs中:
306
307- 設備 (include/linux/device.h)
308----------------------------------
309結構體:
310
311struct device_attribute {
312	struct attribute	attr;
313	ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
314			char *buf);
315	ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
316			 const char *buf, size_t count);
317};
318
319聲明:
320
321DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store);
322
323增/刪屬性:
324
325int device_create_file(struct device *dev, const struct device_attribute * attr);
326void device_remove_file(struct device *dev, const struct device_attribute * attr);
327
328
329- 總線驅動程序 (include/linux/device.h)
330--------------------------------------
331結構體:
332
333struct bus_attribute {
334        struct attribute        attr;
335        ssize_t (*show)(const struct bus_type *, char * buf);
336        ssize_t (*store)(const struct bus_type *, const char * buf, size_t count);
337};
338
339聲明:
340
341BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store)
342
343增/刪屬性:
344
345int bus_create_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
346void bus_remove_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
347
348
349- 設備驅動程序 (include/linux/device.h)
350-----------------------------------------
351
352結構體:
353
354struct driver_attribute {
355        struct attribute        attr;
356        ssize_t (*show)(struct device_driver *, char * buf);
357        ssize_t (*store)(struct device_driver *, const char * buf,
358                         size_t count);
359};
360
361聲明:
362
363DRIVER_ATTR(_name, _mode, _show, _store)
364
365增/刪屬性：
366
367int driver_create_file(struct device_driver *, const struct driver_attribute *);
368void driver_remove_file(struct device_driver *, const struct driver_attribute *);
369
370
371文檔
372~~~~
373
374sysfs 目錄結構以及其中包含的屬性定義了一個內核與用戶空間之間的 ABI。
375對於任何 ABI，其自身的穩定和適當的文檔是非常重要的。所有新的 sysfs
376屬性必須在 Documentation/ABI 中有文檔。詳見 Documentation/ABI/README。
377
378