Merge tag 'nfsd-5.12' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/cel/linux
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / filesystems / sysfs.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 =====================================================
4 sysfs - _The_ filesystem for exporting kernel objects
5 =====================================================
6
7 Patrick Mochel  <mochel@osdl.org>
8
9 Mike Murphy <mamurph@cs.clemson.edu>
10
11 :Revised:    16 August 2011
12 :Original:   10 January 2003
13
14
15 What it is:
16 ~~~~~~~~~~~
17
18 sysfs is a ram-based filesystem initially based on ramfs. It provides
19 a means to export kernel data structures, their attributes, and the
20 linkages between them to userspace.
21
22 sysfs is tied inherently to the kobject infrastructure. Please read
23 Documentation/core-api/kobject.rst for more information concerning the kobject
24 interface.
25
26
27 Using sysfs
28 ~~~~~~~~~~~
29
30 sysfs is always compiled in if CONFIG_SYSFS is defined. You can access
31 it by doing::
32
33     mount -t sysfs sysfs /sys
34
35
36 Directory Creation
37 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
38
39 For every kobject that is registered with the system, a directory is
40 created for it in sysfs. That directory is created as a subdirectory
41 of the kobject's parent, expressing internal object hierarchies to
42 userspace. Top-level directories in sysfs represent the common
43 ancestors of object hierarchies; i.e. the subsystems the objects
44 belong to.
45
46 Sysfs internally stores a pointer to the kobject that implements a
47 directory in the kernfs_node object associated with the directory. In
48 the past this kobject pointer has been used by sysfs to do reference
49 counting directly on the kobject whenever the file is opened or closed.
50 With the current sysfs implementation the kobject reference count is
51 only modified directly by the function sysfs_schedule_callback().
52
53
54 Attributes
55 ~~~~~~~~~~
56
57 Attributes can be exported for kobjects in the form of regular files in
58 the filesystem. Sysfs forwards file I/O operations to methods defined
59 for the attributes, providing a means to read and write kernel
60 attributes.
61
62 Attributes should be ASCII text files, preferably with only one value
63 per file. It is noted that it may not be efficient to contain only one
64 value per file, so it is socially acceptable to express an array of
65 values of the same type.
66
67 Mixing types, expressing multiple lines of data, and doing fancy
68 formatting of data is heavily frowned upon. Doing these things may get
69 you publicly humiliated and your code rewritten without notice.
70
71
72 An attribute definition is simply::
73
74     struct attribute {
75             char                    * name;
76             struct module               *owner;
77             umode_t                 mode;
78     };
79
80
81     int sysfs_create_file(struct kobject * kobj, const struct attribute * attr);
82     void sysfs_remove_file(struct kobject * kobj, const struct attribute * attr);
83
84
85 A bare attribute contains no means to read or write the value of the
86 attribute. Subsystems are encouraged to define their own attribute
87 structure and wrapper functions for adding and removing attributes for
88 a specific object type.
89
90 For example, the driver model defines struct device_attribute like::
91
92     struct device_attribute {
93             struct attribute    attr;
94             ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
95                             char *buf);
96             ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
97                             const char *buf, size_t count);
98     };
99
100     int device_create_file(struct device *, const struct device_attribute *);
101     void device_remove_file(struct device *, const struct device_attribute *);
102
103 It also defines this helper for defining device attributes::
104
105     #define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
106     struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
107
108 For example, declaring::
109
110     static DEVICE_ATTR(foo, S_IWUSR | S_IRUGO, show_foo, store_foo);
111
112 is equivalent to doing::
113
114     static struct device_attribute dev_attr_foo = {
115             .attr = {
116                     .name = "foo",
117                     .mode = S_IWUSR | S_IRUGO,
118             },
119             .show = show_foo,
120             .store = store_foo,
121     };
122
123 Note as stated in include/linux/kernel.h "OTHER_WRITABLE?  Generally
124 considered a bad idea." so trying to set a sysfs file writable for
125 everyone will fail reverting to RO mode for "Others".
126
127 For the common cases sysfs.h provides convenience macros to make
128 defining attributes easier as well as making code more concise and
129 readable. The above case could be shortened to:
130
131 static struct device_attribute dev_attr_foo = __ATTR_RW(foo);
132
133 the list of helpers available to define your wrapper function is:
134
135 __ATTR_RO(name):
136                  assumes default name_show and mode 0444
137 __ATTR_WO(name):
138                  assumes a name_store only and is restricted to mode
139                  0200 that is root write access only.
140 __ATTR_RO_MODE(name, mode):
141                  fore more restrictive RO access currently
142                  only use case is the EFI System Resource Table
143                  (see drivers/firmware/efi/esrt.c)
144 __ATTR_RW(name):
145                  assumes default name_show, name_store and setting
146                  mode to 0644.
147 __ATTR_NULL:
148                  which sets the name to NULL and is used as end of list
149                  indicator (see: kernel/workqueue.c)
150
151 Subsystem-Specific Callbacks
152 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
153
154 When a subsystem defines a new attribute type, it must implement a
155 set of sysfs operations for forwarding read and write calls to the
156 show and store methods of the attribute owners::
157
158     struct sysfs_ops {
159             ssize_t (*show)(struct kobject *, struct attribute *, char *);
160             ssize_t (*store)(struct kobject *, struct attribute *, const char *, size_t);
161     };
162
163 [ Subsystems should have already defined a struct kobj_type as a
164 descriptor for this type, which is where the sysfs_ops pointer is
165 stored. See the kobject documentation for more information. ]
166
167 When a file is read or written, sysfs calls the appropriate method
168 for the type. The method then translates the generic struct kobject
169 and struct attribute pointers to the appropriate pointer types, and
170 calls the associated methods.
171
172
173 To illustrate::
174
175     #define to_dev_attr(_attr) container_of(_attr, struct device_attribute, attr)
176
177     static ssize_t dev_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
178                                 char *buf)
179     {
180             struct device_attribute *dev_attr = to_dev_attr(attr);
181             struct device *dev = kobj_to_dev(kobj);
182             ssize_t ret = -EIO;
183
184             if (dev_attr->show)
185                     ret = dev_attr->show(dev, dev_attr, buf);
186             if (ret >= (ssize_t)PAGE_SIZE) {
187                     printk("dev_attr_show: %pS returned bad count\n",
188                                     dev_attr->show);
189             }
190             return ret;
191     }
192
193
194
195 Reading/Writing Attribute Data
196 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
197
198 To read or write attributes, show() or store() methods must be
199 specified when declaring the attribute. The method types should be as
200 simple as those defined for device attributes::
201
202     ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf);
203     ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
204                     const char *buf, size_t count);
205
206 IOW, they should take only an object, an attribute, and a buffer as parameters.
207
208
209 sysfs allocates a buffer of size (PAGE_SIZE) and passes it to the
210 method. Sysfs will call the method exactly once for each read or
211 write. This forces the following behavior on the method
212 implementations:
213
214 - On read(2), the show() method should fill the entire buffer.
215   Recall that an attribute should only be exporting one value, or an
216   array of similar values, so this shouldn't be that expensive.
217
218   This allows userspace to do partial reads and forward seeks
219   arbitrarily over the entire file at will. If userspace seeks back to
220   zero or does a pread(2) with an offset of '0' the show() method will
221   be called again, rearmed, to fill the buffer.
222
223 - On write(2), sysfs expects the entire buffer to be passed during the
224   first write. Sysfs then passes the entire buffer to the store() method.
225   A terminating null is added after the data on stores. This makes
226   functions like sysfs_streq() safe to use.
227
228   When writing sysfs files, userspace processes should first read the
229   entire file, modify the values it wishes to change, then write the
230   entire buffer back.
231
232   Attribute method implementations should operate on an identical
233   buffer when reading and writing values.
234
235 Other notes:
236
237 - Writing causes the show() method to be rearmed regardless of current
238   file position.
239
240 - The buffer will always be PAGE_SIZE bytes in length. On i386, this
241   is 4096.
242
243 - show() methods should return the number of bytes printed into the
244   buffer.
245
246 - show() should only use sysfs_emit() or sysfs_emit_at() when formatting
247   the value to be returned to user space.
248
249 - store() should return the number of bytes used from the buffer. If the
250   entire buffer has been used, just return the count argument.
251
252 - show() or store() can always return errors. If a bad value comes
253   through, be sure to return an error.
254
255 - The object passed to the methods will be pinned in memory via sysfs
256   referencing counting its embedded object. However, the physical
257   entity (e.g. device) the object represents may not be present. Be
258   sure to have a way to check this, if necessary.
259
260
261 A very simple (and naive) implementation of a device attribute is::
262
263     static ssize_t show_name(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
264                             char *buf)
265     {
266             return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", dev->name);
267     }
268
269     static ssize_t store_name(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
270                             const char *buf, size_t count)
271     {
272             snprintf(dev->name, sizeof(dev->name), "%.*s",
273                     (int)min(count, sizeof(dev->name) - 1), buf);
274             return count;
275     }
276
277     static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_name, store_name);
278
279
280 (Note that the real implementation doesn't allow userspace to set the
281 name for a device.)
282
283
284 Top Level Directory Layout
285 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
286
287 The sysfs directory arrangement exposes the relationship of kernel
288 data structures.
289
290 The top level sysfs directory looks like::
291
292     block/
293     bus/
294     class/
295     dev/
296     devices/
297     firmware/
298     net/
299     fs/
300
301 devices/ contains a filesystem representation of the device tree. It maps
302 directly to the internal kernel device tree, which is a hierarchy of
303 struct device.
304
305 bus/ contains flat directory layout of the various bus types in the
306 kernel. Each bus's directory contains two subdirectories::
307
308         devices/
309         drivers/
310
311 devices/ contains symlinks for each device discovered in the system
312 that point to the device's directory under root/.
313
314 drivers/ contains a directory for each device driver that is loaded
315 for devices on that particular bus (this assumes that drivers do not
316 span multiple bus types).
317
318 fs/ contains a directory for some filesystems.  Currently each
319 filesystem wanting to export attributes must create its own hierarchy
320 below fs/ (see ./fuse.txt for an example).
321
322 dev/ contains two directories char/ and block/. Inside these two
323 directories there are symlinks named <major>:<minor>.  These symlinks
324 point to the sysfs directory for the given device.  /sys/dev provides a
325 quick way to lookup the sysfs interface for a device from the result of
326 a stat(2) operation.
327
328 More information can driver-model specific features can be found in
329 Documentation/driver-api/driver-model/.
330
331
332 TODO: Finish this section.
333
334
335 Current Interfaces
336 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
337
338 The following interface layers currently exist in sysfs:
339
340
341 devices (include/linux/device.h)
342 --------------------------------
343 Structure::
344
345     struct device_attribute {
346             struct attribute    attr;
347             ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
348                             char *buf);
349             ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
350                             const char *buf, size_t count);
351     };
352
353 Declaring::
354
355     DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store);
356
357 Creation/Removal::
358
359     int device_create_file(struct device *dev, const struct device_attribute * attr);
360     void device_remove_file(struct device *dev, const struct device_attribute * attr);
361
362
363 bus drivers (include/linux/device.h)
364 ------------------------------------
365 Structure::
366
367     struct bus_attribute {
368             struct attribute        attr;
369             ssize_t (*show)(struct bus_type *, char * buf);
370             ssize_t (*store)(struct bus_type *, const char * buf, size_t count);
371     };
372
373 Declaring::
374
375     static BUS_ATTR_RW(name);
376     static BUS_ATTR_RO(name);
377     static BUS_ATTR_WO(name);
378
379 Creation/Removal::
380
381     int bus_create_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
382     void bus_remove_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
383
384
385 device drivers (include/linux/device.h)
386 ---------------------------------------
387
388 Structure::
389
390     struct driver_attribute {
391             struct attribute        attr;
392             ssize_t (*show)(struct device_driver *, char * buf);
393             ssize_t (*store)(struct device_driver *, const char * buf,
394                             size_t count);
395     };
396
397 Declaring::
398
399     DRIVER_ATTR_RO(_name)
400     DRIVER_ATTR_RW(_name)
401
402 Creation/Removal::
403
404     int driver_create_file(struct device_driver *, const struct driver_attribute *);
405     void driver_remove_file(struct device_driver *, const struct driver_attribute *);
406
407
408 Documentation
409 ~~~~~~~~~~~~~
410
411 The sysfs directory structure and the attributes in each directory define an
412 ABI between the kernel and user space. As for any ABI, it is important that
413 this ABI is stable and properly documented. All new sysfs attributes must be
414 documented in Documentation/ABI. See also Documentation/ABI/README for more
415 information.