ماژول نویسی برای هسته لینوکس ( قسمت یازدهم )

(1981 مجموع کلمات موجود در متن)
(5932 بار مطالعه شده است)  

ماژول نویسی برای هسته لینوکس ( قسمت یازدهم )

در قسـمت قـــبل بــررسی مدل جدید راه اندازها در هسته لینوکس که به Unified Device Model مــوسوم است را با معرفی چند ساختار داده اصـلی مانند kset , ktype , kobject و subsystem شــروع نمودیم. در این قســـمت به نحوه استفاده از این ساختار های داده در ماژول نویسی هسته لینوکس خواهیم پرداخت. به دلیل حجم بالای مطالب نکات اصلی این توابع مورد بحث وبررسی قرار خواهند گرفت و جزییات بیشتر به خواننده واگذار می شود.

مدیریت kobject ها

با توجه به آنچه در قسمت قبل در مورد kobject ها فرا گرفتیم به بررسی توابعی که مدیریت kobject ها را تسهیل می کنند می پردازیم. ساختار داده kobject معمولا مستقیما به کار نمی رود. بلکه در درون ساختار داده دیگری ( به عنوان مثال cdev که در قسمت قبل آن را بررسی نمودیم ) جاسازی می شود.

اولین قدم در استفاده از kobject هـا تعریف و مقداردهی اولیه آنهاست. این کار با تابع kobject_init انجام می گیرد که در <linux/kobject.h> تعریف شده است.

void kobject_init(struct kobject *kobj);

این تابع kobject ورودی را گرفته و فیلد های آن را مقداردهی می کند. قبل از صدا کردن این تابع بایستی فضای حافظه kobject صفر شود. این کار را می توان با تابع memset انجام داد.

memset(kobj, 0, sizeof (*kobj));

بعد از صفر کردن kobject می توان parent و kset آن را مقدار دهی کرد. به عنوان مثال :

kobj = kmalloc(sizeof (*kobj), GFP_KERNEL);

if (!kobj)

return -ENOMEM;

memset(kobj, 0, sizeof (*kobj));

kobj->kset = kset;

kobj->parent = parent_kobj;

kobject_init(kobj);

بــعداز مــقدار دهی اولیه بایستی نامی برایkobject درنظر گرفته شود.این کار بااستفاده ازتابع ()kobject_set_name انجام می گیرد :

int kobject_set_name(struct kobject * kobj, const char * fmt, ...);

syntax این تابع مانند printk است کــه مـی‌توان آن را بــا fmt بـه صــورت دلخواه نام گذاری کرد. با استفاده از این تابع k_name در ساختار داده kobject مقداردهی می گردد.

بعد از ایجاد یک kobject و مقدار دهی آن شما نیاز دارید که فیــلد‌هــای kset و ktype آن را تنظــیم نمایید. اگر kset نوع kobject را مشخص نکرده باشد تنظیم ktype اجباری می شود در غیر این صورت اختیاری است.

Reference Counts

یکی از امکانات اولیه ای که توسط kobject هــا فراهم شده است مکانیزم یکتایی برای شمارش ارجاعات است. بعد از مقداردهی اولیه مقدار شمارنده ارجاعات kobject به مــقدار ۱ تنظیم می شود. تا زمــانی که این شمارنده صفر نشده است object به حیات خود در حافظه ادامه خواهد داد.

هر کدی که یک ارجاع به object دارد ابتدا یک واحد این شمارنده بالا برده می شود و هنگامی که این کد به پایان رسید یک واحد این شمارنده کاهش می یابد. هنگامی که مقدار این شمارنده به صــفر رســیدobject , از بین رفته و حافظه تخصیص یافته به آن ازاد می شود.

افزایش این شمارنده توسط تابع ()kobject_get انجام می گیرد. این تابع اشاره گری به kobject و در صورت خطا NULL بر می گرداند.

struct kobject * kobject_get(struct kobject *kobj);

متقابلا کاهش این شمارنده توسط تابع ()kobject_put صورت می پذیرد.

void kobject_put(struct kobject *kobj);

اگر شمارنده به صفر برسد تابع release ای که در ktype به آن اشاره شده است صدا زده خواهد شد.

kref

شمارنده kobject توســـط ساختار داده kref که در <linux/kref.h> تعریف شده است و در lib/kref.c پیاده سازی شده است.

struct kref {

atomic_t refcount;

};

تنها فیلد این ساختار داده متغیر refcount است که به صورت atomic تعریف شده و مـــقدار شمارنده را در خود نگه می دارد. قبل از استفاده از kref بایستی آن را با استفاده از ()kref_init مقدار دهی کنید.

void kref_init(struct kref *kref)

{

atomic_set(&kref->refcount, 1);

}

برای گرفتن یک ارجاع ( بالا بردن شمارنده ) از تابع ()kref_get استفاده می شود.

void kref_get(struct kref *kref)

{

WARN_ON(!atomic_read(&kref->refcount));

atomic_inc(&kref->refcount);

}

برای رها کردن یک ارجاع ( پایین اوردن شمارنده ) از تابع ()kref_put استفاده می شود. هنگامی که مقدار شمارنده به صفر رسید تابعی که توسط اشاره گر به تابع release فراهم شده است صدا زده می شود.

void kref_put(struct kref *kref, void (*release) (struct kref *kref))

{

WARN_ON(release == NULL);

WARN_ON(release == (void (*)(struct kref *))kfree);

if (atomic_dec_and_test(&kref->refcount))

release(kref);

}

فایل سیستم sysfs

فایل سیستم sysfs یک فایل سیستم مجازی در حافظه است که نمایش درختی از kobject ها را برای ما فراهم می کند. این فایل سیستم توپولوژی دستگاه ها را در یک فایل سیستم به ما نمایش می دهد. با استفاده از attribute ها kobject ها می توانند با استفاده از فایل ها این اجازه را بدهند که بتوان بعضی از متغیرهای هسته را خواند و یا در انها نوشت.

اگر چه هــدف ابتدایــی این مدل جدیــد ایجاد یک فرایند کنــتــرل انرژی هوشمند در یک سیستم کامپیوتری بود توسعه دهندگان هسته لینوکس به این نتیجه رسیدند که برای امکانات رفع خطای ساده تر آن را به صورت یک فایل در معرض دیـد بگذارند و sysfs ایجاد شد و به مرور در حال جایگزینی فـــایــل‌های دستگاه‌هـــا در proc/ می‌شــود. امروزه تـــمــام سیستم هایی که از کرنل 2.6 استفاده می کنند فایل سیستم sysfs را به صورت mount شده در سیستم خود دارند.

نمایشی از این فایل سیستم که در mount , /sys شده است را ملاحظه می فرمایید.

شکل ۱- نمایی از فایل سیستم sys/