簡單介紹Linux sysfs 桌面操作系統(tǒng)
本人對Linux系統(tǒng)很感興趣，常見Linux sysfs 屬性的功能Linux本身是這個(gè)操作系統(tǒng)的核心部分，也就是操作系統(tǒng)的內(nèi)核。內(nèi)核是完成那些最基本操作的程序，它負(fù)責(zé)其他程序（如文本編輯器程序）的啟動(dòng)與終止、內(nèi)存申請?zhí)幚碛脖P訪問、網(wǎng)絡(luò)連接管理等方面的工作。
使用 Linux sysfs 的關(guān)鍵就是掌握這些 sysfs 屬性的用法，下面以一些常見的 sysfs 屬性來展示它的用法；
使用設(shè)備(PCI)的 sysfs 屬性文件以一份桌面系統(tǒng)上的視頻卡為例，列舉它對應(yīng)的 kobject 上的屬性文件的對應(yīng)用途；一般來說，在 Linux 桌面上都有視頻卡以支持 Xorg 軟件包作為 XWindow 服務(wù)器來運(yùn)行，因此先找到 Xorg 的進(jìn)程號，查看這個(gè)進(jìn)程所使用的所有文件（注意查看這個(gè)進(jìn)程屬性需要 root 用戶權(quán)限）；
# ps xfa |grep Xorg
2001 tty1 Ss+ 2:24 \_ /usr/bin/Xorg :0 -nr -verbose -auth \
/var/run/gdm/auth-for-gdm-NPrkZK/database -nolisten tcp vt1
# lsof -nP -p 2001
Xorg 2001 root mem REG 8,3 617732 231033 \
/usr/lib/xorg/modules/drivers/sis_drv.so
[...]
Xorg 2001 root mem REG 0,0 134217728 5529 \
/sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/resource0
Xorg 2001 root mem REG 0,0 131072 5531 \
/sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/resource1
[...]
Xorg 2001 root 7u REG 0,0 256 5504 \
/sys/devices/pci0000:00/0000:00:00.0/config
Xorg 2001 root 8u unix 0xdbe66000 0t0 8756 socket
Xorg 2001 root 9u REG 0,0 256 5528 \
/sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/config
注意到此 Xorg 服務(wù)器是以內(nèi)存映射 (mem) 的形式打開了 "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/resource0" 和 "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/resource1" ，同時(shí)以文件讀寫形式 (7u,9u) 打開了 "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:00.0/config" 和 "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/config"
事實(shí)上， PCI 設(shè)備對應(yīng)的 kobject 目錄下的 config 正是代表PCI設(shè)備的“配置空間”，對于普通 PCI (非PCI-E)設(shè)備而言，其配置空間大小一般是 256字節(jié)，這個(gè)空間可以使用十六進(jìn)制工具 dump 出來，如下。(有關(guān) PCI 設(shè)備本身的三種地址空間，請參考附錄 LDD3)
# hexdump -C /sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/config
00000000 39 10 30 63 03 00 30 02 00 00 00 03 00 00 00 80 |9.0c..0.........|
00000010 08 00 00 d8 00 00 00 e1 01 d0 00 00 00 00 00 00 |................|
00000020 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 19 10 30 1b |..............0.|
00000030 00 00 00 00 40 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |....@...........|
00000040 01 50 02 06 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |.P..............|
00000050 02 00 30 00 0b 02 00 ff 00 00 00 00 00 00 00 00 |..0.............|
00000060 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
*
00000100
這個(gè)空間正好是 256字節(jié)大小，熟悉 PCI 的人們還可以知道，從 PCI 配置空間可以讀到有關(guān)此 PCI 設(shè)備的很多有用信息，如廠商代碼，設(shè)備代碼，IRQ 號碼等；前四個(gè)字節(jié) 0x39 0x10 0x30 0x63 就是按小端(little endian)存放的2個(gè)短整數(shù)，因此其 PCI 廠商號碼和 PCI 設(shè)備號碼分別是 0x1039 和 0x6330
# lspci -v -d 1039:6330
01:00.0 VGA compatible controller: Silicon Integrated Systems [SiS] 661/741/760 PCI/AGP \
or 662/761Gx PCIE VGA Display Adapter (prog-if 00 [VGA controller])
Subsystem: Elitegroup Computer Systems Device 1b30
Flags: 66MHz, medium devsel
BIST result: 00
Memory at d8000000 (32-bit, prefetchable) [size=128M]
Memory at e1000000 (32-bit, non-prefetchable) [size=128K]
I/O ports at d000 [size=128]
Capabilities: [40] Power Management version 2
Capabilities: [50] AGP version 3.0
在 PCI 設(shè)備上除了有 config 是配置空間對用戶的接口以外，還有 resource{0,1,2,...} 是資源空間，對應(yīng)著 PCI 設(shè)備的可映射內(nèi)存空間；此外 PCI 設(shè)備還提供了很多接口，全部列表如下：
# ls -lU /sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/
總計(jì) 0
-rw-r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 uevent
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:27 resource
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:27 vendor
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:27 device
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 subsystem_vendor
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 subsystem_device
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:27 class
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:27 irq
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 local_cpus
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 local_cpulist
-r--r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 modalias
-rw------- 1 root root 4096 12-09 00:28 enable
-rw-r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 broken_parity_status
-rw-r--r-- 1 root root 4096 12-09 00:28 msi_bus
lrwxrwxrwx 1 root root 0 12-09 00:28 subsystem -> ../../../../bus/pci
drwxr-xr-x 2 root root 0 12-09 00:28 power
-rw-r--r-- 1 root root 256 12-08 23:03 config
-rw------- 1 root root 134217728 12-08 23:03 resource0
-rw------- 1 root root 134217728 12-09 00:28 resource0_wc
-rw------- 1 root root 131072 12-08 23:03 resource1
-rw------- 1 root root 128 12-09 00:28 resource2
-r-------- 1 root root 0 12-09 00:28 rom
可以看到很多其它屬性文件，這些屬性文件的權(quán)限位也都是正確的，有 w 權(quán)限位的才是可以寫入。其中大小為 4096字節(jié)的屬性一般是純文本描述的屬性，可以直接 cat 讀出和用 echo 字符串的方法寫入；其它非 4096字節(jié)大小的一般是二進(jìn)制屬性，類似于上面的 config 屬性文件；關(guān)于純文本屬性和二進(jìn)制屬性，在下文 編程實(shí)踐：添加Linux sysfs支持 一節(jié)會(huì)進(jìn)一步說明。
從 vendor, device, subsystem_vendor, subsystem_device, class, resource 這些只讀屬性上分別可以讀到此 PCI 設(shè)備的廠商號、設(shè)備號、子系統(tǒng)廠商號、子系統(tǒng)設(shè)備號、PCI類別、資源表等，這些都是相應(yīng) PCI 設(shè)備的屬性，其實(shí)就是直接從 config 二進(jìn)制文件讀出來，按照配置空間的格式讀出這些號碼；
使用 enable 這個(gè)可寫屬性可以禁用或啟用這個(gè) PCI 設(shè)備，設(shè)備的過程很直觀，寫入1代表啟用，寫入0則代表禁用；
subsystem 和 driver 符號鏈接文件分別指向?qū)?yīng)的 sysfs 位置；(這里缺少 driver 符號鏈接說明這個(gè)設(shè)備當(dāng)前未使用內(nèi)核級的驅(qū)動(dòng)程序)
resource0, resource0_wc, resource1, resource2 等是從"PCI 配置空間"解析出來的資源定義段落分別生成的，它們是 PCI 總線驅(qū)動(dòng)在 PCI 設(shè)備初始化階段加上去的，都是二進(jìn)制屬性，但沒有實(shí)現(xiàn)讀寫接口，只支持 mmap 內(nèi)存映射接口，嘗試進(jìn)行讀寫會(huì)提示 IO 錯(cuò)誤，其中 _wc 后綴表示 "合并式寫入(write combined)" ，它們用于作應(yīng)用程序的內(nèi)存映射，就可以訪問對應(yīng)的 PCI 設(shè)備上相應(yīng)的內(nèi)存資源段落；
有了 PCI 核心對 Linux sysfs 的完善支持，每個(gè)設(shè)備甚至不用單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)程序，如這里的 "0000:01:00.0" 不需要一個(gè)內(nèi)核級的驅(qū)動(dòng)程序，有了 PCI 核心對該設(shè)備的配置空間發(fā)現(xiàn)機(jī)制，可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)它的各個(gè)不同段落的資源屬性，在 Xorg 應(yīng)用程序中可以直接以 "/usr/lib/xorg/modules/drivers/sis_drv.so" 這個(gè)用戶空間的驅(qū)動(dòng)程序?qū)ζ溥M(jìn)行映射，就可以直接操作此視頻卡了；有了這一個(gè) PCI 設(shè)備的示例可以知道，有了一個(gè) PCI 設(shè)備的 /sys/devices/ 設(shè)備對象，去訪問它的各項(xiàng)屬性和設(shè)置屬性都非常簡單。以上介紹Linux sysfs桌面系統(tǒng)應(yīng)用。
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