Linux 开发：如何与内核通信 (procfs / sysfs)

答案：Linux中用户空间与内核通信常用procfs和sysfs。procfs位于/proc，适合导出模块状态、调试信息，通过proc_create创建文件，实现read/write回调；sysfs挂载于/sys，集成设备模型，用于导出设备属性，使用device_create_file或DEVICE_ATTR定义属性文件。两者均支持文本数据交互，但procfs灵活适用于非设备信息，sysfs结构化更适合硬件控制。现代开发推荐优先使用sysfs以保持系统规范性，同时注意权限设置与并发保护。

在 Linux 开发中，用户空间程序与内核通信是一个常见需求。比如获取系统状态、调整运行时参数或控制设备驱动行为。Linux 提供了多种机制实现这种交互，其中 procfs 和 sysfs 是最常用且易于实现的接口。

procfs：提供动态内核信息的虚拟文件系统

procfs 通常挂载在 /proc 目录下，最初用于暴露进程信息（如 /proc/1234），但也被广泛用于内核模块向用户空间输出自定义数据。

通过创建 /proc 下的虚拟文件，内核模块可以实现读写操作，从而与用户程序交换信息。

使用 procfs 的关键点：

• 使用 proc_create 创建一个可读写的虚拟文件
• 实现 file_operations 中的 read/write 函数处理数据
• 读操作常用于导出内核状态，写操作可用于接收用户配置
• 适合传递文本格式的小量数据，比如统计信息或开关控制

示例代码片段（内核模块）：

static const struct file_operations fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read  = my_read,
    .write = my_write,
};
<p>static int __init my_module_init(void)
{
proc_create("mydev", 0644, NULL, &fops);
return 0;
}</p>

用户空间可通过标准文件操作访问：

cat /proc/mydev        # 触发 read 回调
echo "enable" > /proc/mydev  # 触发 write 回调

sysfs：面向设备模型的属性文件系统

sysfs 挂载在 /sys，主要用于展示设备、驱动和类的层次结构。它与 Linux 设备模型紧密集成，适合导出硬件相关属性。

每个 kobject 在 sysfs 中对应一个目录，属性以文件形式存在，支持读写回调。

DeepBrain

AI视频生成工具，ChatGPT +生成式视频AI =你可以制作伟大的视频!

108

查看详情

使用 sysfs 的典型场景：

• 暴露设备寄存器值或状态标志
• 允许用户修改设备工作模式（如电源策略）
• 与 udev 等用户态工具协同工作

核心接口是 device_create_file 或直接定义 struct device_attribute：

static ssize_t show_enable(struct device *dev,
                           struct device_attribute *attr, char *buf)
{
    return sprintf(buf, "%d\n", dev->enabled);
}
<p>static DEVICE_ATTR(enable, 0644, show_enable, store_enable);</p>

注册后可在 /sys/class/myclass/mydev/enable 访问该属性。

procfs vs sysfs：如何选择？

两者都能实现内核与用户通信，但设计初衷不同：

• procfs 更灵活，适合非设备相关的全局信息，如模块参数、调试日志
• sysfs 更结构化，推荐用于设备属性导出，符合设备模型规范
• 现代开发中，sysfs 更受推崇，尤其涉及硬件控制时
• 避免滥用 /proc，保持其简洁性；敏感信息注意权限设置

基本上就这些。选择哪种方式取决于你的使用场景：如果是驱动开发配套属性控制，优先用 sysfs；如果是模块内部状态调试或简单配置，procfs 更快捷。两种机制都不复杂，但容易忽略权限和并发保护问题，实际开发中要注意加锁和边界检查。

以上就是Linux 开发：如何与内核通信 (procfs / sysfs)的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！