Разработка ядра Linux

Лав Роберт

Несмотря на их важную роль, подсистемы представляются с помощью очень простой структуры данных —

struct subsystem

.

struct subsystem {

 struct kset kset;

 struct rw_semaphore rwsem;

};

Структура

subsystem

содержит только одно множество

kset

, тем не менее несколько множеств

kset

могут указывать на общую структуру

subsystem

с помощью поля

subsys

. Такие однонаправленные взаимоотношения означают, что нет возможности определить

все множества подсистемы, только имея ее структуру

subsystem

.

Поле

kset

, которое содержится в структуре

subsystem

, — это множество

kset

подсистемы, которое используется по умолчанию, чтобы зафиксировать положение этой подсистемы в иерархии объектов.

Поле

rwsem

структуры

subsystem

— это семафор чтения-записи (см. главу 9, "Средства синхронизации в ядре"), который используется для защиты подсистемы и ее множеств

kset

от конкурентного доступа. Все множества

kset

должны принадлежать какой-нибудь подсистеме, поскольку они используют семафор подсистемы для защиты своих данных от конкурентного доступа.

Путаница со структурами

Те несколько структур, которые только что были описаны, приводят к путанице не потому, что их много (только четыре) или они сложные (все они достаточно просты), а потому что они сильно друг с другом переплетаются. При использовании объектов

kobject

достаточно сложно рассказать об одной структуре, не упоминая другие. Тем не менее, на основании рассмотренных особенностей этих структур можно построить прочное понимание их взаимоотношений.

Самым важным является объект

kobject

, который представляется с помощью структуры

struct kobject

. Структура

kobject

используется для представления наиболее общих объектных свойств структур данных ядра, таких как счетчик ссылок, взаимоотношения родитель-порожденный и имя объекта. С помощью структуры

kobject

эти свойства можно обеспечить одинаковым для всех стандартным способом. Сами по себе структуры

kobject

не очень полезны, они обычно встраиваются в другие структуры данных.

С каждым объектом

kobject

связан один определенный тип данных —

ktype

, который представляется с помощью структуры

struct kobj_type

. На экземпляр такой структуры указывает поле

ktype

каждого объекта

kobject

. С помощью типов

ktype

определяются некоторые общие свойства объектов: поведение при удалении объекта, поведение, связанное с файловой системой sysfs, а также атрибуты объекта.

Объекты

kobject

группируются в множества, которые называются

kset

. Множества

kset

представляются с помощью структур данных

struct kset

. Эти множества предназначены для двух целей. Во-первых, они позволяют использовать встроенный в них объект

kobject

в качестве базового класса для группы других объектов

kobject

. Во-вторых, они позволяют объединять вместе несколько связанных между собой объектов

kobject

. На файловой системе sysfs объекты

kobject

представляются отдельными каталогами файловой системы. Связанные между собой каталоги, например все подкаталоги одного каталога, могут быть включены в одно множество

kset

.

Подсистемы соответствуют большим участкам ядра и являются набором множеств kset. Подсистемы представляются

с помощью структур

struct subsystem

. Все каталоги, которые находятся в корне файловой системы sysfs, соответствуют подсистемам ядра.

На рис. 17.1 показаны взаимоотношения между этими структурами данных.

Рис. 17.1. Взаимоотношения между объектами

kobject

, множествами

kset

и подсистемами

Управление и манипуляции с объектами

kobject

Теперь, когда у нас уже есть представление о внутреннем устройстве объектов

kobject

и связанных с ними структурах данных, самое время рассмотреть экспортируемые интерфейсы, которые дают возможность управлять объектами

kobject

и выполнять с ними другие манипуляции. В основном, разработчикам драйверов непосредственно не приходится иметь дело с объектами

kobject

. Структуры

kobject

встраиваются в некоторые специальные структуры данных (как это было в примере структуры устройства посимвольного ввода-вывода) и управляются "за кадром" с помощью соответствующей подсистемы драйверов. Тем не менее, объекты

kobject

не всегда могут оставаться невидимыми, иногда с ними приходится иметь дело, как при разработке кода драйверов, так и при разработке кода управления подсистемами ядра.

Первый шаг при работе с объектами

kobject

— это их декларация и инициализация. Инициализируются объекты

kobject

с помощью функции

kobject_init

, которая определена в файле

<linux/kobject.h>

следующим образом.

void kobject_init(struct kobject *kobj);

Единственным параметром этой функции является объект

kobject

, который необходимо проинициализировать. Перед вызовом этой функции область памяти, в которой хранится объект, должна быть заполнена нулевыми значениями. Обычно это делается при инициализации большой структуры данных, в которую встраивается объект

kobject

. В других случаях просто необходимо вызвать функцию

memset

.

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

После заполнения нулями безопасным будет инициализация полей

parent

и

kset

, как показано в следующем примере.

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);

После инициализации необходимо установить имя объекта с помощью функции

kobject_set_name

, которая имеет следующий прототип.

int kobject_set_name(struct kobject* kobj,

 const char* fmt, ...);

Эта функция принимает переменное количество параметров, по аналогии с функциями

printf

и

printk

. Как уже было сказано, на имя объекта указывает поле

k_name

структуры

kobject

. Если это имя достаточно короткое, то оно хранится в статически выделенном массиве

name

, поэтому есть смысл без необходимости не указывать длинные имена.