Merge branch 'work'
[linux-2.6] / Documentation / filesystems / sysfs.txt
1
2 sysfs - _The_ filesystem for exporting kernel objects. 
3
4 Patrick Mochel  <mochel@osdl.org>
5
6 10 January 2003
7
8
9 What it is:
10 ~~~~~~~~~~~
11
12 sysfs is a ram-based filesystem initially based on ramfs. It provides
13 a means to export kernel data structures, their attributes, and the 
14 linkages between them to userspace. 
15
16 sysfs is tied inherently to the kobject infrastructure. Please read
17 Documentation/kobject.txt for more information concerning the kobject
18 interface. 
19
20
21 Using sysfs
22 ~~~~~~~~~~~
23
24 sysfs is always compiled in. You can access it by doing:
25
26     mount -t sysfs sysfs /sys 
27
28
29 Directory Creation
30 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
31
32 For every kobject that is registered with the system, a directory is
33 created for it in sysfs. That directory is created as a subdirectory
34 of the kobject's parent, expressing internal object hierarchies to
35 userspace. Top-level directories in sysfs represent the common
36 ancestors of object hierarchies; i.e. the subsystems the objects
37 belong to. 
38
39 Sysfs internally stores the kobject that owns the directory in the
40 ->d_fsdata pointer of the directory's dentry. This allows sysfs to do
41 reference counting directly on the kobject when the file is opened and
42 closed. 
43
44
45 Attributes
46 ~~~~~~~~~~
47
48 Attributes can be exported for kobjects in the form of regular files in
49 the filesystem. Sysfs forwards file I/O operations to methods defined
50 for the attributes, providing a means to read and write kernel
51 attributes.
52
53 Attributes should be ASCII text files, preferably with only one value
54 per file. It is noted that it may not be efficient to contain only
55 value per file, so it is socially acceptable to express an array of
56 values of the same type. 
57
58 Mixing types, expressing multiple lines of data, and doing fancy
59 formatting of data is heavily frowned upon. Doing these things may get
60 you publically humiliated and your code rewritten without notice. 
61
62
63 An attribute definition is simply:
64
65 struct attribute {
66         char                    * name;
67         mode_t                  mode;
68 };
69
70
71 int sysfs_create_file(struct kobject * kobj, struct attribute * attr);
72 void sysfs_remove_file(struct kobject * kobj, struct attribute * attr);
73
74
75 A bare attribute contains no means to read or write the value of the
76 attribute. Subsystems are encouraged to define their own attribute
77 structure and wrapper functions for adding and removing attributes for
78 a specific object type. 
79
80 For example, the driver model defines struct device_attribute like:
81
82 struct device_attribute {
83         struct attribute        attr;
84         ssize_t (*show)(struct device * dev, char * buf);
85         ssize_t (*store)(struct device * dev, const char * buf);
86 };
87
88 int device_create_file(struct device *, struct device_attribute *);
89 void device_remove_file(struct device *, struct device_attribute *);
90
91 It also defines this helper for defining device attributes: 
92
93 #define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store)      \
94 struct device_attribute dev_attr_##_name = {            \
95         .attr = {.name  = __stringify(_name) , .mode   = _mode },      \
96         .show   = _show,                                \
97         .store  = _store,                               \
98 };
99
100 For example, declaring
101
102 static DEVICE_ATTR(foo, S_IWUSR | S_IRUGO, show_foo, store_foo);
103
104 is equivalent to doing:
105
106 static struct device_attribute dev_attr_foo = {
107        .attr    = {
108                 .name = "foo",
109                 .mode = S_IWUSR | S_IRUGO,
110         },
111         .show = show_foo,
112         .store = store_foo,
113 };
114
115
116 Subsystem-Specific Callbacks
117 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
118
119 When a subsystem defines a new attribute type, it must implement a
120 set of sysfs operations for forwarding read and write calls to the
121 show and store methods of the attribute owners. 
122
123 struct sysfs_ops {
124         ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *, char *);
125         ssize_t (*store)(struct kobject *, struct attribute *, const char *);
126 };
127
128 [ Subsystems should have already defined a struct kobj_type as a
129 descriptor for this type, which is where the sysfs_ops pointer is
130 stored. See the kobject documentation for more information. ]
131
132 When a file is read or written, sysfs calls the appropriate method
133 for the type. The method then translates the generic struct kobject
134 and struct attribute pointers to the appropriate pointer types, and
135 calls the associated methods. 
136
137
138 To illustrate:
139
140 #define to_dev_attr(_attr) container_of(_attr, struct device_attribute, attr)
141 #define to_dev(d) container_of(d, struct device, kobj)
142
143 static ssize_t
144 dev_attr_show(struct kobject * kobj, struct attribute * attr, char * buf)
145 {
146         struct device_attribute * dev_attr = to_dev_attr(attr);
147         struct device * dev = to_dev(kobj);
148         ssize_t ret = 0;
149
150         if (dev_attr->show)
151                 ret = dev_attr->show(dev, buf);
152         return ret;
153 }
154
155
156
157 Reading/Writing Attribute Data
158 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
159
160 To read or write attributes, show() or store() methods must be
161 specified when declaring the attribute. The method types should be as
162 simple as those defined for device attributes:
163
164         ssize_t (*show)(struct device * dev, char * buf);
165         ssize_t (*store)(struct device * dev, const char * buf);
166
167 IOW, they should take only an object and a buffer as parameters. 
168
169
170 sysfs allocates a buffer of size (PAGE_SIZE) and passes it to the
171 method. Sysfs will call the method exactly once for each read or
172 write. This forces the following behavior on the method
173 implementations: 
174
175 - On read(2), the show() method should fill the entire buffer. 
176   Recall that an attribute should only be exporting one value, or an
177   array of similar values, so this shouldn't be that expensive. 
178
179   This allows userspace to do partial reads and seeks arbitrarily over
180   the entire file at will. 
181
182 - On write(2), sysfs expects the entire buffer to be passed during the
183   first write. Sysfs then passes the entire buffer to the store()
184   method. 
185   
186   When writing sysfs files, userspace processes should first read the
187   entire file, modify the values it wishes to change, then write the
188   entire buffer back. 
189
190   Attribute method implementations should operate on an identical
191   buffer when reading and writing values. 
192
193 Other notes:
194
195 - The buffer will always be PAGE_SIZE bytes in length. On i386, this
196   is 4096. 
197
198 - show() methods should return the number of bytes printed into the
199   buffer. This is the return value of snprintf().
200
201 - show() should always use snprintf(). 
202
203 - store() should return the number of bytes used from the buffer. This
204   can be done using strlen().
205
206 - show() or store() can always return errors. If a bad value comes
207   through, be sure to return an error.
208
209 - The object passed to the methods will be pinned in memory via sysfs
210   referencing counting its embedded object. However, the physical 
211   entity (e.g. device) the object represents may not be present. Be 
212   sure to have a way to check this, if necessary. 
213
214
215 A very simple (and naive) implementation of a device attribute is:
216
217 static ssize_t show_name(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf)
218 {
219         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", dev->name);
220 }
221
222 static ssize_t store_name(struct device * dev, const char * buf)
223 {
224         sscanf(buf, "%20s", dev->name);
225         return strnlen(buf, PAGE_SIZE);
226 }
227
228 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_name, store_name);
229
230
231 (Note that the real implementation doesn't allow userspace to set the 
232 name for a device.)
233
234
235 Top Level Directory Layout
236 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
237
238 The sysfs directory arrangement exposes the relationship of kernel
239 data structures. 
240
241 The top level sysfs diretory looks like:
242
243 block/
244 bus/
245 class/
246 devices/
247 firmware/
248 net/
249
250 devices/ contains a filesystem representation of the device tree. It maps
251 directly to the internal kernel device tree, which is a hierarchy of
252 struct device. 
253
254 bus/ contains flat directory layout of the various bus types in the
255 kernel. Each bus's directory contains two subdirectories:
256
257         devices/
258         drivers/
259
260 devices/ contains symlinks for each device discovered in the system
261 that point to the device's directory under root/.
262
263 drivers/ contains a directory for each device driver that is loaded
264 for devices on that particular bus (this assumes that drivers do not
265 span multiple bus types).
266
267
268 More information can driver-model specific features can be found in
269 Documentation/driver-model/. 
270
271
272 TODO: Finish this section.
273
274
275 Current Interfaces
276 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
277
278 The following interface layers currently exist in sysfs:
279
280
281 - devices (include/linux/device.h)
282 ----------------------------------
283 Structure:
284
285 struct device_attribute {
286         struct attribute        attr;
287         ssize_t (*show)(struct device * dev, char * buf);
288         ssize_t (*store)(struct device * dev, const char * buf);
289 };
290
291 Declaring:
292
293 DEVICE_ATTR(_name, _str, _mode, _show, _store);
294
295 Creation/Removal:
296
297 int device_create_file(struct device *device, struct device_attribute * attr);
298 void device_remove_file(struct device * dev, struct device_attribute * attr);
299
300
301 - bus drivers (include/linux/device.h)
302 --------------------------------------
303 Structure:
304
305 struct bus_attribute {
306         struct attribute        attr;
307         ssize_t (*show)(struct bus_type *, char * buf);
308         ssize_t (*store)(struct bus_type *, const char * buf);
309 };
310
311 Declaring:
312
313 BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store)
314
315 Creation/Removal:
316
317 int bus_create_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
318 void bus_remove_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
319
320
321 - device drivers (include/linux/device.h)
322 -----------------------------------------
323
324 Structure:
325
326 struct driver_attribute {
327         struct attribute        attr;
328         ssize_t (*show)(struct device_driver *, char * buf);
329         ssize_t (*store)(struct device_driver *, const char * buf);
330 };
331
332 Declaring:
333
334 DRIVER_ATTR(_name, _mode, _show, _store)
335
336 Creation/Removal:
337
338 int driver_create_file(struct device_driver *, struct driver_attribute *);
339 void driver_remove_file(struct device_driver *, struct driver_attribute *);
340
341