Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 2)

Драйверы символьных устройств

Управление символьным устройством является относительно простой задачей, поскольку не включает в себя сложные стратегии буферизации и не использует дисковые кэши. Конечно, символьные устройства различаются между собой. Одни требуют реализации сложных коммуникационных протоколов, в то время как другие просто считывают несколько значений с пары портов ввода/вывода. Например, драйвер карты с несколькими последовательными портам устроен гораздо сложнее драйвера мыши.

Зато драйверы блочных устройств по сути своей сложнее, чем драйверы символьных. Приложения нередко многократно читают или записывают один и тот же блок данных. Кроме того, доступ к таким устройствам, как правило, требует много времени. Эти особенности оказывают сильное влияние на структуру драйверов. Однако, как мы увидим в следующих главах, для работы с такими устройствами ядро предоставляет необходимые компоненты, такие как кэш страниц и подсистема блочного ввода/вывода. В последних разделах этой главы мы сконцентрируем внимание на драйверах символьных устройств.

Поле list является головой двунаправленного циклического списка индексных дескрипторов файлов символьного устройства, которые имеют отношение к этому драйверу. Возможно наличие большого количества файлов устройства, имеющих один и тот же номер устройства и, таким образом, относящихся к одному символьному устройству. Кроме того, драйвер устройства может быть ассоциирован не с одним номером устройства, а с целым диапазоном номеров. Все файлы устройств, номера которых попадают в этот диапазон, управляются одним драйвером. Размер диапазона хранится в поле
count.

Функция cdev aiioc о динамически выделяет дескриптор cdev и инициализирует встроенный объект kobject так, чтобы дескриптор автоматически освобождался, когда счетчик ссылок дойдет до нуля.

Функция cdev addo регистрирует дескриптор cdev в модели драйвера устройства. Она инициализирует поля dev и count дескриптора cdev, а затем вызывает функцию kobj mapo, которая соответствующим образом настраивает структуры модели драйвера устройства, связывающие интервал номеров устройств с данным дескриптором драйвера.

В модели драйвера устройства определена область отображения объектов kobject для символьных устройств, которая представлена дескриптором типа kobj map и на которую ссылается глобальная переменная cdev map. Дескриптор kobj map содержит хеш-таблицу из 255 записей, индексированную по старшим номерам интервалов. В хеш-таблице хранятся объекты типа probe, по одному на каждый зарегистрированный диапазон старших и младших номеров. Когда вызывается функция kobj mapO, указанный интервал номеров устройств добавляется в хеш-таблицу. Поле data соответствующего объекта probe указывает на дескриптор cdev драйвера устройства. Значение этого поля передается методам get и lock, когда они вызываются. В этом случае метод get реализуется короткой функцией, которая возвращает адрес объекта kobject, встроенного в дескриптор cdev. Что касается метода lock, он увеличивает счетчик ссылок во встроенном объекте kobject.

Функция kobj iookupO принимает в качестве входных параметров область отображения объектов kobject и номер устройства. Она выполняет поиск в хеш-таблице и возвращает адрес объекта kobject драйвера-владельца интервала, включающего в себя указанный номер, если такой имеется. Когда речь идет об области отображения, определенной для символьных устройств, функция возвращает адрес объекта kobject, встроенного в дескриптор cdev драйвера-владельца интервала номеров устройств.