sysfs 文件系統(tǒng)linux2.6內(nèi)核引入sysfs文件系統(tǒng)，sysfs可以看成與proc,devfs和devpty同類別的文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)是虛擬的文件系統(tǒng)，可以更方便對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行管理。它可以產(chǎn)生一個包含所有系統(tǒng)硬件層次視圖，與提供進(jìn)程和狀態(tài)信息的proc文件系統(tǒng)十分類似。sysfs把連接在系統(tǒng)上的設(shè)備和總線組織成為一個分級的文件，它們可以由用戶空間存取，向用戶空間導(dǎo)出內(nèi)核的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它們的屬性。sysfs的一個目的就是展示設(shè)備驅(qū)動模型中各組件的層次關(guān)系，其頂級目錄包括block,bus,drivers,class,power和firmware等.

它把實際連接到系統(tǒng)上的設(shè)備和總線組織成一個分級的文件，用戶空間的程序同樣可以利用這些信息以實現(xiàn)和內(nèi)核的交互，該文件系統(tǒng)是當(dāng)前系統(tǒng)上實際設(shè)備樹的一個直觀反應(yīng)，它是通過kobject子系統(tǒng)來建立這個信息的，當(dāng)一個kobject被創(chuàng)建的時候，對應(yīng)的文件和目錄也就被創(chuàng)建了，位于 /sys下的相關(guān)目錄下，既然每個設(shè)備在sysfs中都有唯一對應(yīng)的目錄，那么也就可以被用戶空間讀寫了。你可能根本沒有去關(guān)心過sysfs文件系統(tǒng)的掛載過程，它是這樣被掛載的。mount -t sysfs sysfs /sys

sysfs是一個特殊文件系統(tǒng)，并沒有一個實際存放文件的介質(zhì)。sysfs的信息來源是kobject層次結(jié)構(gòu)，讀一個sysfs文件，就是動態(tài)的從kobject結(jié)構(gòu)提取信息，生成文件。重啟后里面的信息當(dāng)然就沒了

sysfs文件系統(tǒng)與kobject結(jié)構(gòu)緊密關(guān)聯(lián)，每個在內(nèi)核中注冊的kobject對象都對應(yīng)于sysfs文件系統(tǒng)中的一個目錄。Kobject 是Linux 2.6引入的新的設(shè)備管理機(jī)制，在內(nèi)核中由struct kobject表示。通過這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使所有設(shè)備在底層都具有統(tǒng)一的接口，kobject提供基本的對象管理，是構(gòu)成Linux2.6設(shè)備模型的核心結(jié)構(gòu)，Kobject是組成設(shè)備模型的基本結(jié)構(gòu)。類似于C++中的基類，它嵌入于更大的對象的對象中，用來描述設(shè)備模型的組件。如bus,devices, drivers 等。都是通過kobject連接起來了，形成了一個樹狀結(jié)構(gòu)。這個樹狀結(jié)構(gòu)就與/sys向?qū)?yīng)。

sysfs就是利用VFS的接口去讀寫kobject的層次結(jié)構(gòu)，建立起來的文件系統(tǒng)。 kobject的層次結(jié)構(gòu)的注冊與注銷XX_register()形成的。文件系統(tǒng)是個很模糊廣泛的概念， linux把所有的資源都看成是文件，讓用戶通過一個統(tǒng)一的文件系統(tǒng)操作界面，也就是同一組系統(tǒng)調(diào)用，對屬于不同文件系統(tǒng)的文件進(jìn)行操作。這樣，就可以對用戶程序隱藏各種不同文件系統(tǒng)的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，為用戶程序提供了一個統(tǒng)一的，抽象的，虛擬的文件系統(tǒng)界面，這就是所謂"VFS(Virtual Filesystem Switch)"。這個抽象出來的接口就是一組函數(shù)操作。

我們要實現(xiàn)一種文件系統(tǒng)就是要實現(xiàn)VFS所定義的一系列接口，file_operations, dentry_operations, inode_operations等，供上層調(diào)用。file_operations是描述對每個具體文件的操作方法(如：讀，寫)，dentry_operations結(jié)構(gòu)體指明了VFS所有目錄的操作方法, 而inode_operations提供所有結(jié)點(diǎn)的操作方法。

舉個例子，我們寫C程序，open(“hello.c”, O_RDONLY)，它通過系統(tǒng)調(diào)用的流程是這樣的

open() -> 系統(tǒng)調(diào)用-> sys_open() -> filp_open()-> dentry_open() -> file_operations->open()         

不同的文件系統(tǒng)，調(diào)用不同的file_operations->open()，在sysfs下就是sysfs_open_file()。

我們使用不同的文件系統(tǒng)，就是將它們各自的文件信息都抽象到dentry和inode中去。這樣對于高層來說，我們就可以不關(guān)心底層的實現(xiàn)，我們使用的都是一系列標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)調(diào)用。這就是VFS的精髓，實際上就是面向?qū)ο蟆?p>

注意sysfs是典型的特殊文件。它存儲的信息都是由系統(tǒng)動態(tài)的生成的，它動態(tài)的包含了整個機(jī)器的硬件資源情況。從sysfs讀寫就相當(dāng)于向 kobject層次結(jié)構(gòu)提取數(shù)據(jù)。

Linux內(nèi)核驅(qū)動的的platform機(jī)制

虛擬總線platform簡介

　從Linux 2.6起引入了一套新的驅(qū)動管理和注冊機(jī)制：platform_device和platform_driver。Linux中大部分的設(shè)備驅(qū)動，都可以使用這套機(jī)制，設(shè)備用platform_device表示，驅(qū)動用platform_driver進(jìn)行注冊。

　Linux platform. driver機(jī)制和傳統(tǒng)的device driver 機(jī)制(通過driver_register函數(shù)進(jìn)行注冊)相比，一個十分明顯的優(yōu)勢在于platform機(jī)制將設(shè)備本身的資源注冊進(jìn)內(nèi)核，由內(nèi)核統(tǒng)一管理，在驅(qū)動程序中使用這些資源時通過platform. device提供的標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行申請并使用。這樣提高了驅(qū)動和資源管理的獨(dú)立性，并且擁有較好的可移植性和安全性(這些標(biāo)準(zhǔn)接口是安全的)。platform機(jī)制的本身使用并不復(fù)雜，由兩部分組成：platform_device和platfrom_driver。通過platform機(jī)制開發(fā)底層設(shè)備驅(qū)動的大致流程如圖所示。

platform_device簡介

linux發(fā)明的platform虛擬總線，相應(yīng)的設(shè)備叫做

platform_device，相應(yīng)的驅(qū)動叫做

platfrom_driver。

    platform_device結(jié)構(gòu)體描述設(shè)備的名稱、資源信息等。該結(jié)構(gòu)被定include/linux/platform_device.h中，     定義的結(jié)構(gòu)體原型如下：

        struct platform_device {

               const char * name;    //定義平臺設(shè)備的名稱

               int id;

               struct device dev;

               u32 num_resources;

               struct resource * resource; //定義平臺設(shè)備的資源。

        };

    最重要的一個成員struct resource * resource。struct resource被定義在include/linux/ioport.h中，定義原型如下：

       struct resource {

               resource_size_t start;  //定義資源的起始地址

               resource_size_t end;  //定義資源的結(jié)束地址

               const char *name;    //定義資源的名稱

               unsigned long flags; //定義資源的類型，比如MEM，IO，IRQ，DMA類型

               struct resource *parent, *sibling, *child;  //資源鏈表指針

        };

    以RTC驅(qū)動為例（為什么用RTC,RTC是一個標(biāo)準(zhǔn)的plartform device,機(jī)制是相同的，但是相對比較簡單）

    在arch/arm/mach-sep4020/devices.c中加入rtc的plartform_device結(jié)構(gòu)體和resources結(jié)構(gòu)體：

        static struct resource sep4020_rtc_resource[] = {

              [0] = { .start = RTC_BASE_V,

                      .end   = RTC_BASE_V+ 0x2f,

                      .flags = IORESOURCE_MEM,

                    }

              [1] = {

                      .start = INTSRC_RTC,

                      .end   = INTSRC_RTC,

                      .flags = IORESOURCE_IRQ,

                    }

        }; 

        struct platform_device sep4020_device_rtc = {

              .name            = "sep4020_rtc",

              .id              = -1,

              .num_resources   = ARRAY_SIZE(sep4020_rtc_resource),

             .resource        = sep4020_rtc_resource,

        };   

    然后再通過4020.c文件中的__initdata設(shè)備數(shù)組將這個plartform_device結(jié)構(gòu)體注冊進(jìn)去了： 

        static struct platform_device *devices[] __initdata = {

               &serial_device,

             &sep4020_device_rtc,

               &epson_ohci_device,

               &sep4020_device_usbgadget

        };  

    platform_add_devices(devices, ARRAY_SIZE(devices)); 通過調(diào)用platform_add_devices（）向系統(tǒng)中添加該設(shè)備了，該函數(shù)內(nèi)部調(diào)用platform_device_register( )進(jìn)行設(shè)備注冊。要注意的是，這里的platform_device設(shè)備的注冊過程必須在相應(yīng)設(shè)備驅(qū)動加載之前被調(diào)用，即執(zhí)行platform_driver_register（）之前，原因是驅(qū)動注冊時需要匹配內(nèi)核中所有已注冊的設(shè)備名。（后面會詳細(xì)介紹device和driver之間是如何通過注冊的名字進(jìn)行連接的）

                                                           platform_driver簡介

   platform_driver結(jié)構(gòu)體的原型定義，在include/linux/platform_device.h中，代碼如下：

         struct platform_driver {

             int (*probe)(struct platform_device *);

             int (*remove)(struct platform_device *);

             void (*shutdown)(struct platform_device *);

             int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);

             int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);

             int (*resume_early)(struct platform_device *);

             int (*resume)(struct platform_device *);

             struct device_driver driver;

         };

   內(nèi)核提供的platform_driver結(jié)構(gòu)體的注冊函數(shù)為platform_driver_register（），

   其原型定義在driver/base/platform.c文件中，具體實現(xiàn)代碼如下：

         int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)

         {

             drv->driver.bus = &platform_bus_type;

             if (drv->probe)  

                 drv->driver.probe = platform_drv_probe;

             if (drv->remove)

                 drv->driver.remove = platform_drv_remove;

             if (drv->shutdown)

                 drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown;

             if (drv->suspend)

                 drv->driver.suspend = platform_drv_suspend;

             if (drv->resume)

                 drv->driver.resume = platform_drv_resume;

             return driver_register(&drv->driver);

         }

    總結(jié)，通常情況下只要和內(nèi)核本身運(yùn)行依賴性不大的外圍設(shè)備，相對獨(dú)立的，擁有各自獨(dú)自的資源(地址總線和IRQs)，都可以用platform_driver實現(xiàn)。如：LCD，網(wǎng)卡、USB、UART等，都可以用platfrom_driver寫，而timer，irq等小系統(tǒng)之內(nèi)的設(shè)備則最好不用platfrom_driver機(jī)制。