From: http://www.mike.org.cn/articles/linux-understand-devfs-sysfs-udev/
linux下有專門的文件系統(tǒng)用來對設(shè)備進(jìn)行管理,devfs和sysfs就是其中兩種。
一、devfs
devfs是在2.4內(nèi)核就出現(xiàn)了,它是用來解決linux中設(shè)備管理混亂的問題,你查看一下/dev下的設(shè)備文件就知道其中有許多是空的(也就是沒有對應(yīng)的硬件的),但是它們卻必須存在,所以這給linux設(shè)備管理帶來了很多麻煩,為了解決這個(gè)問題,linux內(nèi)核開發(fā)人員開發(fā)了devfs,并用一個(gè)守護(hù)進(jìn)程devfsd來做一些與以前硬件驅(qū)動(dòng)兼容的事情。
devfs和sysfs都是和proc一樣,是一個(gè)虛擬的文件系統(tǒng),向devfs注冊的驅(qū)動(dòng)程序,devfs將會在/dev下建立相應(yīng)的設(shè)備文件;但是為了兼容,devfsd這個(gè)守護(hù)進(jìn)程將會在某個(gè)設(shè)定的目錄中建立以主設(shè)備號為索引的設(shè)備文件,如果不這么做,以前的許多應(yīng)用將不能運(yùn)行。
在2.6內(nèi)核以前一直使用的是devfs,devfs掛載于/dev目錄下,提供了一種類似于文件的方法來管理位于/dev目錄下的所有設(shè)備,我們知道/dev目錄下的每一個(gè)文件都對應(yīng)的是一個(gè)設(shè)備,至于當(dāng)前該設(shè)備存在與否先且不論,而且這些特殊文件是位于根文件系統(tǒng)上的,在制作文件系統(tǒng)的時(shí)候我們就已經(jīng)建立了這些設(shè)備文件,因此通過操作這些特殊文件,可以實(shí)現(xiàn)與內(nèi)核進(jìn)行交互。
但是devfs文件系統(tǒng)有一些缺點(diǎn),例如:不確定的設(shè)備映射,有時(shí)一個(gè)設(shè)備映射的設(shè)備文件可能不同,例如我的U盤可能對應(yīng)sda有可能對應(yīng)sdb;沒有足夠的主/輔設(shè)備號,當(dāng)設(shè)備過多的時(shí)候,顯然這會成為一個(gè)問題;/dev目錄下文件太多而且不能表示當(dāng)前系統(tǒng)上的實(shí)際設(shè)備;命名不夠靈活,不能任意指定等等。
二、sysfs
sysfs是Linux 2.6所提供的一種虛擬檔案系統(tǒng)。這個(gè)檔案系統(tǒng)不僅可以把裝置(devices)和驅(qū)動(dòng)程式(drivers)的資訊從kernel space輸出到user space,也可以用來對裝置和驅(qū)動(dòng)程式做設(shè)定。
sysfs的目的是把一些原本在procfs中的,關(guān)于裝置的部份獨(dú)立出來,以[裝置階層架構(gòu)}(device tree)的形式呈現(xiàn)。這個(gè)檔案系統(tǒng)由Patrick Mochel所寫,稍后Maneesh Soni撰寫 "sysfs backing store path",以降低在大型系統(tǒng)中對內(nèi)存的需求量。
sysfs一開始以ramfs為基礎(chǔ),也是一個(gè)只存在于內(nèi)存中的檔案系統(tǒng)。ramfs是在2.4核心處于穩(wěn)定階段時(shí)加入的。ramfs是一個(gè)優(yōu)雅的實(shí)做,證明了要在當(dāng)時(shí)仍很新的虛擬檔案系統(tǒng)(VFS)下寫一個(gè)簡單的檔案系統(tǒng)是多么容易的一件事。由于ramfs的簡潔以及使用了VFS,稍后的一些內(nèi)存形式的檔案系統(tǒng)都以它作為開發(fā)基礎(chǔ)。
sysfs剛開始被命名成ddfs(Device Driver Filesystem),當(dāng)初只是為了要對新的驅(qū)動(dòng)程式模型除錯(cuò)而開發(fā)出來的。它在除錯(cuò)時(shí),會把裝置架構(gòu)(device tree)的資訊輸出到procfs檔案系統(tǒng)中。但在Linus Torvalds的急切督促下,ddfs被轉(zhuǎn)型成一個(gè)以ramfs為基礎(chǔ)的檔案系統(tǒng)。在新的驅(qū)動(dòng)程式模型被整合進(jìn) 2.5.1 核心時(shí),ddfs 被改名成driverfs,以更確切描述它的用途。
在2.5核心開發(fā)的次年,新的‘驅(qū)動(dòng)程式模型’和‘driverfs’證明了對核心中的其他子系統(tǒng)也有用處。kobjects被開發(fā)出來,作為核心物件的中央管理機(jī)制,而此時(shí)driverfs也被改名成sysfs。
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正因?yàn)閐evfs上述這些問題的存在,在linux2.6內(nèi)核以后,引入了一個(gè)新的文件系統(tǒng)sysfs,它掛載于/sys目錄下,跟devfs一樣它也是一個(gè)虛擬文件系統(tǒng),也是用來對系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行管理的,它把實(shí)際連接到系統(tǒng)上的設(shè)備和總線組織成一個(gè)分級的文件,用戶空間的程序同樣可以利用這些信息以實(shí)現(xiàn)和內(nèi)核的交互。
該文件系統(tǒng)是當(dāng)前系統(tǒng)上實(shí)際設(shè)備樹的一個(gè)直觀反應(yīng),它是通過kobject子系統(tǒng)來建立這個(gè)信息的,當(dāng)一個(gè)kobject被創(chuàng)建的時(shí)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(gè)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。用戶空間的工具udev就是利用了sysfs提供的信息來實(shí)現(xiàn)所有devfs的功能的,但不同的是udev運(yùn)行在用戶空間中,而devfs卻運(yùn)行在內(nèi)核空間,而且udev不存在devfs那些先天的缺陷。很顯然,sysfs將是未來發(fā)展的方向。
三、udev
udev是一種工具,它能夠根據(jù)系統(tǒng)中的硬件設(shè)備的狀況動(dòng)態(tài)更新設(shè)備文件,包括設(shè)備文件的創(chuàng)建,刪除等。設(shè)備文件通常放在/dev目錄下,使用udev后,在/dev下面只包含系統(tǒng)中真實(shí)存在的設(shè)備。它于硬件平臺無關(guān)的,位于用戶空間,需要內(nèi)核sysfs和tmpfs的支持,sysfs為udev提供設(shè)備入口和uevent通道,tmpfs為udev設(shè)備文件提供存放空間。
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