Разработка ядра Linux, Лав Роберт

Разработка ядра Linux

на обложку

Лав Роберт

Шрифт:

Функции, которые экспортируются, доступны для использования модулями. Функции, которые не экспортируются, не могут быть вызваны из модулей. Правила компоновки и вызова функций для модулей значительно более строгие, чем для основного образа ядра. Код ядра может использовать любые интерфейсы ядра (кроме тех, которые определены с ключевым словом

static

), потому что код ядра компонуется в один выполняемый образ. Экспортируемые символы, конечно, тоже не должны определяться как

static

Набор символов ядра, которые экспортируются, называется экспортируемым интерфейсом ядра или даже (здесь не нужно

удивляться) API ядра.

Экспортировать символы просто. После того как функция определена, необходимо вызвать директиву

EXPORT_SYMBOL

* get_pirate_beard_color — возвратить значение цвета бороды текущего

* пирата pirate — это глобальная переменная, доступная из данной

* функции цвета определены в файле <linux/beard_colors.h>

int get_pirate_beard_color(void) {

return pirate->beard->color;

}

EXPORT_SYMBOL(get_pirate_beard_color);

Допустим, что функция

get_pirate_beard_color

объявлена в заголовочном файле и ее может использовать любой модуль.

Некоторые разработчики хотят, чтобы их интерфейсы были доступны только для модулей с лицензией GPL. Такая возможность обеспечивается компоновщиком ядра с помощью макроса

MODULE_LICENSE

. Если есть желание, чтобы рассматриваемая функция была доступна только для модулей, которые помеченные как соответствующие лицензии GPL, то экспортировать функцию можно следующим образом.

EXPORT_SYMBOL_GPL(get_pirate_beard_color);

Если код ядра конфигурируется для компиляции в виде модуля, то необходимо гарантировать, что все используемые интерфейсы экспортируются. В противном случае будут возникать ошибки компоновщика и загружаемый модуль не будет работать.

Вокруг модулей

В этой главе были рассмотрены особенности написания, сборки, загрузки и выгрузки модулей ядра. Мы обсудили, что такое модули и каким образом ядро операционной системы Linux, несмотря на то что оно является монолитным, может загружать код динамически. Были также рассмотрены параметры модулей и экспортируемые символы. На примере воображаемого модуля ядра (драйвера устройства) управления удочкой был показан процесс написания модуля и процесс добавления к нему различных возможностей, таких как внешние параметры.

В следующей главе будут рассмотрены объекты

kobject

и файловая система sysfs, которые являются основным интерфейсом к драйверам устройств и, следовательно, к модулям ядра.

Глава 17

Объекты kobject и файловая система sysfs

Унифицированная модель представления устройств — это существенно новая особенность, которая появилась в ядрах серии 2.6. Модель устройств — это единый механизм для представления устройств и описания их топологии в системе. Использование единого представления устройств позволяет получить следующие преимущества.

• Уменьшается дублирование кода.

• Используется механизм для выполнения общих, часто встречающихся функций, таких как счетчики

использования.

• Появляется возможность систематизации всех устройств в системе, возможность просмотра состояний устройств и определения, к какой шине то или другое устройство подключено.

• Появляется возможность генерации полной и корректной информации о древовидной структуре всех устройств в системе, включая все шины и соединения.

• Обеспечивается возможность связывания устройств с их драйверами и наоборот.

• Появляется возможность разделения устройств на категории в соответствии с различными классификациями, таких как устройства ввода, без знания физической топологии устройств.

• Обеспечивается возможность просмотра иерархии устройств от листьев к корню и выключения питания устройств в правильном порядке.

Последний пункт был самой первой мотивацией необходимости создания общей модели представления устройств. Для того чтобы реализовать интеллектуальное управление электропитанием в ядре, необходимо построить дерево, которое представляет топологию устройств в системе. Для выключения питания устройств, которые организованы в виде древовидной топологии, ориентированной сверху вниз, ядро должно выключить питание нижних узлов (листьев) перед выключением питания верхних узлов. Например, ядро должно выключить питание USB-мыши перед тем, как выключать питание контроллера шины USB, а питание контроллера шины USB должно быть выключено перед выключением питания шины PCI. Чтобы делать это эффективно и правильно для всей системы, ядру необходимо отслеживать топологию дерева всех устройств в системе.

Объекты

kobject

Сердцем модели представления устройств являются объекты kobject, которые представляются с помощью структуры

struct kobject

, определенной в файле

. Тип

kobject

аналогичен классу

Object

таких объектно-ориентированных языков программирования, как С# и Java. Этот тип определяет общую функциональность, такую как счетчик ссылок, имя, указатель на родительский объект, что позволяет создавать объектную иерархию.

Структура, с помощью которой реализованы объекты

kobject

, имеет следующий вид.

struct kobject {

char *k_name;

char name[KOBJ_NAME_LEN];

struct kref kref;

struct list_head entry;

struct kobject *parent;

struct kset *kset

struct kobj_type *ktype;

struct dentry *dentry;