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使用 /sys 文件系统访问 Linux 内核 sysfs 虚拟文件系统提供了一种比 proc 更为理想的访问内核数据的途径 程 任全 (crquan@), Linux 内核开发者、存储开发工程师, UIT（创 新科存储技术有限公司） 简介： sysfs 是 Linux 内核中设计较新的一种虚拟的基于内存的文件系统， 它的作用与 proc 有些类似，但除了与 proc 相同的具有查看和设定内核参数 功能之外，还有为 Linux 统一设备模型作为管理之用相比于 proc 文件系统， 使用 sysfs 导出内核数据的方式更为统一，并且组织的方式更好，它的设计从 proc 中吸取了很多教训本文就 sysfs 的挂载点 /sys 目录结构、其与 Linux 统一设备模型的关系、常见属性文件的用法等方面对 sysfs 作入门介绍， 并且就内核编程方面，以具体的例子来展示如何添加 sysfs 支持 本文的标签： file_systems, kernel, linux, linux文件系统, 内核 sysfs 的历史，其与 proc 的关系？ sysfs 本身并不是一项很新的技术，但笔者发现，虽然 sysfs 从2003年诞生 至今已有5年，但人们对 sysfs 依然缺乏了解；一个很重要的原因可能是缺乏 文档， Linux 内核方面最重要的理论书籍“Linux 设备驱动第3版”和“理解 Linux 内核第2版”都诞生于2003年前后，并且从那以后尚未有再版过，其它 一些重要文章则多对 sysfs 与 proc 相提并论且举例常常只有 proc，这导致 了 sysfs 的很多重要概念至今仍鲜为人知，因此有必要对 sysfs 作更多介绍， 这是写作本文的初衷。

sysfs 与 /sys sysfs 文件系统总是被挂载在 /sys 挂载点上虽然在较早期的2.6内核系统 上并没有规定 sysfs 的标准挂载位置，可以把 sysfs 挂载在任何位置，但较 近的2.6内核修正了这一规则，要求 sysfs 总是挂载在 /sys 目录上；针对以 前的 sysfs 挂载位置不固定或没有标准被挂载，有些程序从 /proc/mounts 中 解析出 sysfs 是否被挂载以及具体的挂载点，这个步骤现在已经不需要了请 参考附录给出的 sysfs-rules.txt 文件链接 sysfs 与 proc sysfs 与 proc 相比有很多优点，最重要的莫过于设计上的清晰一个 proc 虚拟文件可能有内部格式，如 /proc/scsi/scsi ，它是可读可写的，(其文件 权限被错误地标记为了 0444 ！，这是内核的一个BUG)，并且读写格式不一样， 代表不同的操作，应用程序中读到了这个文件的内容一般还需要进行字符串解 析，而在写入时需要先用字符串格式化按指定的格式写入字符串进行操作；相比而言， sysfs 的设计原则是一个属性文件只做一件事情， sysfs 属性文件 一般只有一个值，直接读取或写入。

整个 /proc/scsi 目录在2.6内核中已被 标记为过时(LEGACY)，它的功能已经被相应的 /sys 属性文件所完全取代新 设计的内核机制应该尽量使用 sysfs 机制，而将 proc 保留给纯净的“进程文 件系统” 回页首 初识 /sys 清单 1. 与 /sys 文件系统的一次交互(视内核版本号和外接设备的不同，在您 的系统上执行这些命令的结果可能与此有所不同) $ ls -F /sys block/ bus/ class/ dev/ devices/ firmware/ fs/ kernel/ module/ power/ $ ls -F /sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/ broken_parity_status enable modalias resource0 rom uevent class irq msi_bus resource0_wc subsystem@ vendor config local_cpulist power/ resource1 subsystem_device device local_cpus resource resource2 subsystem_vendor 这是在 Fedora 10 的 2.6.27.5-117.fc10.i686 的内核上，可以看到在 /sys 目录下有 block, bus, class, dev, devices, firmware, fs, kernel, module, power 这些子目录，本文将分别介绍这些目录存在的含义。

第二个 ls 命令展示了在一个 pci 设备目录下的文件， “ls“ 命令的 “-F“ 命 令为所列出的每个文件使用后缀来显示文件的类型，后缀 “/“ 表示列出的是目 录，后缀 “@“ 表示列出的是符号链接文件可以看到第二个目录下包含有普通 文件 (regular file) 和符号链接文件 (symbolic link file) ，本文也将以 这个具体的设备为例说明其中每一个普通文件的用途 回页首 /sys 文件系统下的目录结构/sys 下的目录结构是经过精心设计的：在 /sys/devices 下是所有设备的真实 对象，包括如视频卡和以太网卡等真实的设备，也包括 ACPI 等不那么显而易 见的真实设备、还有 tty, bonding 等纯粹虚拟的设备；在其它目录如 class, bus 等中则在分类的目录中含有大量对 devices 中真实对象引用的符号链接文 件； 清单 1 中在 /sys 根目录下顶层目录的意义如下： 表 1. /sys 下的目录结构 /sys 下的子目录 所包含的内容 /sys/devices 这是内核对系统中所有设备的分层次表达模型，也是 /sys 文件系统管理设备的最重要的目录结构，下文会对它的内部 结构作进一步分析； /sys/dev 这个目录下维护一个按字符设备和块设备的主次号码 (major:minor)链接到真实的设备(/sys/devices下)的符号 链接文件，它是在内核 2.6.26 首次引入； /sys/bus 这是内核设备按总线类型分层放置的目录结构， devices 中的所有设备都是连接于某种总线之下，在这里的每一种具 体总线之下可以找到每一个具体设备的符号链接，它也是构 成 Linux 统一设备模型的一部分； /sys/class 这是按照设备功能分类的设备模型，如系统所有输入设备都 会出现在 /sys/class/input 之下，而不论它们是以何种总 线连接到系统。

它也是构成 Linux 统一设备模型的一部分； /sys/block 这里是系统中当前所有的块设备所在，按照功能来说放置在 /sys/class 之下会更合适，但只是由于历史遗留因素而一 直存在于 /sys/block, 但从 2.6.22 开始就已标记为过时， 只有在打开了 CONFIG_SYSFS_DEPRECATED 配置下编译才会 有这个目录的存在，并且在 2.6.26 内核中已正式移到 /sys/class/block, 旧的接口 /sys/block 为了向后兼容保 留存在，但其中的内容已经变为指向它们在 /sys/devices/ 中真实设备的符号链接文件； /sys/firmware 这里是系统加载固件机制的对用户空间的接口，关于固件有 专用于固件加载的一套API，在附录 LDD3 一书中有关于内 核支持固件加载机制的更详细的介绍； /sys/fs 这里按照设计是用于描述系统中所有文件系统，包括文件系 统本身和按文件系统分类存放的已挂载点，但目前只有 fuse,gfs2 等少数文件系统支持 sysfs 接口，一些传统的 虚拟文件系统(VFS)层次控制参数仍然在 sysctl (/proc/sys/fs) 接口中中； /sys/kernel 这里是内核所有可调整参数的位置，目前只有 uevent_helper, kexec_loaded, mm, 和新式的 slab 分配 器等几项较新的设计在使用它，其它内核可调整参数仍然位 于 sysctl (/proc/sys/kernel) 接口中 ; /sys/module 这里有系统中所有模块的信息，不论这些模块是以内联(inlined)方式编译到内核映像文件(vmlinuz)中还是编译为 外部模块(ko文件)，都可能会出现在 /sys/module 中：  编译为外部模块(ko文件)在加载后会出现对应的 /sys/module//, 并且在这个目录下会 出现一些属性文件和属性目录来表示此外部模块的一 些信息，如版本号、加载状态、所提供的驱动程序等； 编译为内联方式的模块则只在当它有非0属性的模块 参数时会出现对应的 /sys/module/, 这些模块的可用参数会出现在 /sys/modules//parameters/ 中， o 如 /sys/module/printk/parameters/time 这 个可读写参数控制着内联模块 printk 在打印 内核消息时是否加上时间前缀； o 所有内联模块的参数也可以由 “.=“ 的 形式写在内核启动参数上，如启动内核时加上 参数 “printk.time=1“ 与 向 “/sys/module/printk/parameters/time“ 写 入1的效果相同；  没有非0属性参数的内联模块不会出现于此。

/sys/power 这里是系统中电源选项，这个目录下有几个属性文件可以用 于控制整个机器的电源状态，如可以向其中写入控制命令让 机器关机、重启等 /sys/slab (对应 2.6.23 内核，在 2.6.24 以后移至 /sys/kernel/slab) 从2.6.23 开始可以选择 SLAB 内存分配器的实现，并且新 的 SLUB（Unqueued Slab Allocator）被设置为缺省值；如 果编译了此选项，在 /sys 下就会出现 /sys/slab ，里面 有每一个 kmem_cache 结构体的可调整参数对应于旧的 SLAB 内存分配器下的 /proc/slabinfo 动态调整接口，新 式的 /sys/kernel/slab/ 接口中的各项信息和 可调整项显得更为清晰 接下来对 /sys/devices/ 下的目录结构作进一步探讨： 清单 2. 查看 /sys/devices/ 的目录结构 $ ls -F /sys/devices/ isa/ LNXSYSTM:00/ pci0000:00/ platform/ pnp0/ pnp1/ system/ virtual/可以看到，在 /sys/devices/ 目录下是按照设备的基本总线类型分类的目录， 再进入进去查看其中的 PCI 类型的设备： 清单 3. 查看 /sys/devices/pci0000:00/ 的目录结构 $ ls -F /sys/devices/pci0000:00/ 0000:00:00.0/ 0000:00:02.5/ 0000:00:03.1/ 0000:00:0e.0/ power/ 0000:00:01.0/ 0000:00:02.7/ 0000:00:03.2/ firmware_node@ uevent 0000:00:02.0/ 0000:00:03.0/ 0000:00:03.3/ pci_bus/ 在 /sys/devices/pci0000:00。