linux sysfs的使用

在Linux内核驱动开发中，device_create_file 和 device_remove_file 用于动态创建/删除设备的 sysfs 属性文件，常用于暴露设备信息或控制参数。以下是完整示例及详细阐明：

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1. 头文件引入

2. #include <linux/module.h>
3. #include <linux/device.h>    // 设备模型相关
4. #include <linux/slab.h>      // 内存分配
5. #include <linux/string.h>    // 字符串操作

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2. 界说设备属性结构

2.1 声明设备属性和读写函数

2. // 设备结构体
3. struct my_device {
4.     struct device *dev;    // 关联的内核设备对象
5.     int status;            // 示例属性：设备状态（0=关闭,1=开启）
6. };
8. // 全局设备实例
9. static struct my_device *my_dev;
11. // sysfs属性读函数：显示status值
12. static ssize_t show_status(struct device *dev,
13.                           struct device_attribute *attr,
14.                           char *buf) {
15.     return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n", my_dev->status);
16. }
18. // sysfs属性写函数：设置status值
19. static ssize_t store_status(struct device *dev,
20.                            struct device_attribute *attr,
21.                            const char *buf, size_t count) {
22.     int val;
23.     if (kstrtoint(buf, 10, &val) < 0)
24.         return -EINVAL;
25.    
26.     my_dev->status = (val != 0) ? 1 : 0; // 仅允许0或1
27.     return count;
28. }
30. // 定义设备属性宏（名称: status，权限: root可读写，其他用户只读）
31. static DEVICE_ATTR(status, 0644, show_status, store_status);

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3. 模块初始化与退出

3.1 模块初始化（创建立备和属性）

2. static int __init my_module_init(void) {
3.     int ret;
5.     // 1. 分配设备内存
6.     my_dev = kzalloc(sizeof(*my_dev), GFP_KERNEL);
7.     if (!my_dev)
8.         return -ENOMEM;
10.     // 2. 创建设备类（可选，用于sysfs层级管理）
11.     static struct class *my_class = NULL;
12.     my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_device_class");
13.     if (IS_ERR(my_class)) {
14.         ret = PTR_ERR(my_class);
15.         goto err_class;
16.     }
18.     // 3. 创建设备节点（关联到类）
19.     my_dev->dev = device_create(my_class, NULL, MKDEV(0, 0), NULL, "mydev");
20.     if (IS_ERR(my_dev->dev)) {
21.         ret = PTR_ERR(my_dev->dev);
22.         goto err_device;
23.     }
25.     // 4. 创建sysfs属性文件
26.     ret = device_create_file(my_dev->dev, &dev_attr_status);
27.     if (ret < 0)
28.         goto err_attr;
30.     // 初始化设备状态
31.     my_dev->status = 0;
33.     printk(KERN_INFO "Device and sysfs attribute created.\n");
34.     return 0;
36. // 错误处理（逆向释放资源）
37. err_attr:
38.     device_destroy(my_class, MKDEV(0, 0));
39. err_device:
40.     class_destroy(my_class);
41. err_class:
42.     kfree(my_dev);
43.     return ret;
44. }

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3.2 模块退出（删除属性和设备）

2. static void __exit my_module_exit(void) {
3.     // 1. 删除sysfs属性文件
4.     device_remove_file(my_dev->dev, &dev_attr_status);
6.     // 2. 销毁设备节点
7.     device_destroy(my_class, MKDEV(0, 0));
9.     // 3. 销毁设备类
10.     class_destroy(my_class);
12.     // 4. 释放设备内存
13.     kfree(my_dev);
15.     printk(KERN_INFO "Device and sysfs attribute removed.\n");
16. }
18. module_init(my_module_init);
19. module_exit(my_module_exit);
20. MODULE_LICENSE("GPL");

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4. 验证步调

4.1 编译加载模块

2. make    # 根据Makefile编译模块
3. insmod my_module.ko

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4.2 查看sysfs属性

2. # 属性文件路径（根据设备名和类名）
3. ls /sys/class/my_device_class/mydev/status
5. # 读取属性值
6. cat /sys/class/my_device_class/mydev/status  # 输出 0
8. # 写入属性值
9. echo 1 > /sys/class/my_device_class/mydev/status
10. cat /sys/class/my_device_class/mydev/status  # 输出 1

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4.3 卸载模块

2. rmmod my_module

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5. 关键注意事项

• 设备注册次序
  确保先调用 device_create 创建立备节点，再调用 device_create_file，否则会因设备未注册而失败。
  
• 错误处理
  全部内核资源分配（如 kzalloc, class_create）必须检查返回值，并实现逆向释放逻辑（如示例中的 goto 标签）。
  
• 并发控制
  若属性可能被多线程访问，需使用锁（如 mutex）保护共享数据（例如 my_dev->status）。
  
• 权限设置
  DEVICE_ATTR 的权限参数（如 0644）需合理设置，制止安全隐患。
  

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6. 扩展场景

动态创建多个属性

2. // 定义第二个属性（例如"version"）
3. static ssize_t show_version(...) { return scnprintf(buf, "1.0\n"); }
4. static DEVICE_ATTR(version, 0444, show_version, NULL);
6. // 在初始化函数中添加
7. device_create_file(my_dev->dev, &dev_attr_version);
9. // 在退出函数中删除
10. device_remove_file(my_dev->dev, &dev_attr_version);

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使用属性组（简化管理）

2. static struct attribute *my_attrs[] = {
3.     &dev_attr_status.attr,
4.     &dev_attr_version.attr,
5.     NULL
6. };
7. ATTRIBUTE_GROUPS(my); // 定义属性组
9. // 在class创建时指定默认属性组
10. my_class = class_create(THIS_MODULE, "my_device_class");
11. my_class->dev_groups = my_groups;

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通过上述代码，可以实现在内核驱动中动态管理 sysfs 属性文件，为用户空间提供机动的设备交互接口。

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