分类： LINUX
2010-08-05 22:56:27
使用设备(PCI)的 sysfs 属性文件
以一份系统上的视频卡为例，列举它对应的 kobject 上的属性文件的对应用途；
一般来说，在 Linux 上都有视频卡以支持 Xorg 软件包作为 XWindow 来运行，因此先找到 Xorg 的进程号，查看这个进程所使用的所有文件（注意查看这个进程属性需要 root 用户权限）；
# 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 是以内存映射 (mem) 的形式打开了 "/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" ，同时以文件读写形式 (7u,9u) 打开了 "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:00.0/config" 和 "/sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/config"
事实上， PCI 设备对应的 kobject 目录下的 config 正是代表PCI设备的“空间”，对于普通 PCI (非PCI-E)设备而言，其空间大小一般是 256字节，这个空间可以使用十六进制工具 dump 出来，如下。(有关 PCI 设备本身的三种地址空间，请参考附录 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 |
这个空间正好是 256字节大小，熟悉 PCI 的人们还可以知道，从 PCI 空间可以读到有关此 PCI 设备的很多有用信息，如厂商代码，设备代码，IRQ 号码等；前四个字节 0x39 0x10 0x30 0x63 就是按小端(little endian)存放的2个短整数，因此其 PCI 厂商号码和 PCI 设备号码分别是 0x1039 和 0x6330
# lspci -v -d 1039:6330 01:00.0 VGA compatible controller: Silicon Integrated Systems |
在 PCI 设备上除了有 config 是空间对用户的接口以外，还有 resource{0,1,2,...} 是资源空间，对应着 PCI 设备的可映射内存空间；此外 PCI 设备还提供了很多接口，全部列表如下：
# ls -lU /sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/ 总计 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 -> |
可以看到很多其它属性文件，这些属性文件的权限位也都是正确的，有 w 权限位的才是可以写入。其中大小为 4096字节的属性一般是纯文本描述的属性，可以直接 cat 读出和用 echo 字符串的方法写入；其它非 4096字节大小的一般是二进制属性，类似于上面的 config 属性文件；关于纯文本属性和二进制属性，在下文 编程实践：添加sysfs支持 一节会进一步说明。
从 vendor, device, subsystem_vendor, subsystem_device, class, resource 这些只读属性上分别可以读到此 PCI 设备的厂商号、设备号、子系统厂商号、子系统设备号、PCI类别、资源表等，这些都是相应 PCI 设备的属性，其实就是直接从 config 二进制文件读出来，按照空间的格式读出这些号码；
使用 enable 这个可写属性可以禁用或启用这个 PCI 设备，设备的过程很直观，写入1代表启用，写入0则代表禁用；
subsystem 和 driver 符号链接文件分别指向对应的 sysfs 位置；(这里缺少 driver 符号链接说明这个设备当前未使用内核级的驱动程序)
resource0, resource0_wc, resource1, resource2 等是从"PCI 空间"解析出来的资源定义段落分别生成的，它们是 PCI 总线驱动在 PCI 设备初始化阶段加上去的，都是二进制属性，但没有实现读写接口，只支持 mmap 内存映射接口，尝试进行读写会提示 IO 错误，其中 _wc 后缀表示 "合并式写入(write combined)" ，它们用于作应用程序的内存映射，就可以访问对应的 PCI 设备上相应的内存资源段落；
有了 PCI 核心对 sysfs 的完善支持，每个设备甚至不用单独的驱动程序，如这里的 "0000:01:00.0" 不需要一个内核级的驱动程序，有了 PCI 核心对该设备的空间发现机制，可以自动发现它的各个不同段落的资源属性，在 Xorg 应用程序中可以直接以 "/usr/lib/xorg/modules/drivers/sis_drv.so" 这个用户空间的驱动程序对其进行映射，就可以直接操作此视频卡了；
有了这一个 PCI 设备的示例可以知道，有了一个 PCI 设备的 /sys/devices/ 设备对象，去访问它的各项属性和设置属性都非常简单。
