使用者空間與核心空間資料交換的方式(6)——模組參數與sysfs

核心子系統或裝置驅動可以直接編譯到核心，也可以編譯成模組，如果編譯到核心，可以使用前一節介紹的方法通過核心啟動參數來向它們傳遞參數，如果編譯成模組，則可以通過命令列在插入模組時傳遞參數，或者在運行時，通過sysfs來設定或讀模數塊資料。

Sysfs是一個基於記憶體的檔案系統，實際上它基於ramfs，sysfs提供了一種把核心資料結構、它們的屬性以及屬性與資料結構的聯絡開放給使用者態的方式，它與kobject子系統緊密地結合在一起，因此核心開發人員不需要直接使用它，而是核心的各個子系統使用它。使用者要想使用 sysfs 讀取和設定核心參數，僅需裝載 sysfs 就可以通過檔案操作應用來讀取和設定核心通過 sysfs 開放給使用者的各個參數：

# mkdir -p /sysfs

$ mount -t sysfs sysfs /sysfs
 

注意，不要把 sysfs 和 sysctl 混淆，sysctl 是核心的一些控制參數，其目的是方便使用者對核心的行為進行控制，而 sysfs 僅僅是把核心的 kobject 對象的層次關係與屬性開放給使用者查看，因此 sysfs 的絕大部分是唯讀，模組作為一個 kobject 也被出口到 sysfs，模組參數則是作為模組屬性出口的，核心實現者為模組的使用提供了更靈活的方式，允許使用者佈建模組參數在 sysfs 的可見度並允許使用者在編寫模組時設定這些參數在 sysfs 下的存取權限，然後使用者就可以通過sysfs 來查看和設定模組參數，從而使得使用者能在模組運行時控制模組行為。

對於模組而言，聲明為 static 的變數都可以通過命令列來設定，但要想在 sysfs下可見，必須通過宏 module_param 來顯式聲明，該宏有三個參數，第一個為參數名，即已經定義的變數名，第二個參數則為變數類型，可用的類型有 byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, charp 和 bool 或 invbool，分別對應於 c 類型 char, short, unsigned short, int, unsigned int, long, unsigned long, char * 和 int，使用者也可以自訂類型 XXX（如果使用者自己定義了 param_get_XXX，param_set_XXX 和 param_check_XXX）。該宏的第三個參數用於指定存取權限，如果為 0，該參數將不出現在 sysfs 檔案系統中，允許的存取權限為 S_IRUSR， S_IWUSR，S_IRGRP，S_IWGRP，S_IROTH 和 S_IWOTH 的組合，它們分別對應於使用者讀，使用者寫，使用者組讀，使用者組寫，其他使用者讀和其他使用者寫，因此用檔案的存取權限設定是一致的。

在原始碼中的核心模組 module-param-exam.c 是一個利用模組參數和sysfs來進行使用者態與核心態資料互動的例子。該模組有三個參數可以通過命令列設定，下面是作者系統上的運行結果樣本：

# insmod ./module-param-exam.ko my_invisible_int=10 my_visible_int=20 mystring="Hello,World"
my_invisible_int = 10
my_visible_int = 20
mystring = 'Hello,World'
# ls /sys/module/module_param_exam/parameters/
mystring  my_visible_int
# cat /sys/module/module_param_exam/parameters/mystring
Hello,World
# cat /sys/module/module_param_exam/parameters/my_visible_int
20
# echo 2000 > /sys/module/module_param_exam/parameters/my_visible_int
# cat /sys/module/module_param_exam/parameters/my_visible_int
2000
# echo "abc" > /sys/module/module_param_exam/parameters/mystring
# cat /sys/module/module_param_exam/parameters/mystring
abc
# rmmod module_param_exam
my_invisible_int = 10
my_visible_int = 2000
mystring = 'abc'

以下為樣本源碼：

//filename: module-para-exam.c
#include <linux/config.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/stat.h>

static int my_invisible_int = 0;
static int my_visible_int = 0;
static char * mystring = "Hello, World";

module_param(my_invisible_int, int, 0);
MODULE_PARM_DESC(my_invisible_int, "An invisible int under sysfs");
module_param(my_visible_int, int, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
MODULE_PARM_DESC(my_visible_int, "An visible int under sysfs");
module_param(mystring, charp, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH);
MODULE_PARM_DESC(mystring, "An visible string under sysfs");

static int __init exam_module_init(void)
{
        printk("my_invisible_int = %d\n", my_invisible_int);
        printk("my_visible_int = %d\n", my_visible_int);
        printk("mystring = '%s'\n", mystring);
return 0;
}

static void __exit exam_module_exit(void)
{
        printk("my_invisible_int = %d\n", my_invisible_int);
        printk("my_visible_int = %d\n", my_visible_int);
        printk("mystring = '%s'\n", mystring);
}

module_init(exam_module_init);
module_exit(exam_module_exit);

MODULE_AUTHOR("Yang Yi");
MODULE_DESCRIPTION("A module_param example module");
MODULE_LICENSE("GPL");