Разработка ядра Linux - Роберт Лав

Наиболее важным является каталог devices, который экспортирует модель устройств ядра во внешний мир. Структура каталога соответствует топологии устройств в системе. Большинство информации, которая содержится в других каталогах, — это просто другое представление данных каталога devices. Например, в каталоге /sys/class/net/ информация представлена в соответствии с высокоуровневым представлением зарегистрированных сетевых устройств. В этом каталоге может содержаться подкаталог eth0, который содержит символьную ссылку device на соответствующее устройство каталога devices.

Посмотрите на содержимое каталога /sys той системы Linux, к которой вы имеете доступ. Такое представление системных устройств является очень четким и ясным. Оно показывает взаимосвязь между высокоуровневым представлением информации в каталоге class, низкоуровневым представлением в каталоге devices и драйверами устройств — в каталоге bus. Такое представление взаимосвязи между устройствами очень информативно. Оно становится еще более ценным, если осознать, что все эти данные свободно доступны и описывают все то, что происходит внутри ядра[89].

Добавление и удаление объектов на файловой системе sysfs

Инициализированные объекты kobject автоматически не экспортируются через файловую систему sysfs. Для того чтобы сделать объект видимым через sysfs, необходимо использовать функцию kobject_add().

int kobject_add(struct kobject *kobj);

Положение объекта на файловой системе sysfs зависит от его положения в объектной иерархии. Если установлен указатель parent объекта, то объект будет отображен внутри каталога, соответствующего объекту, на который указывает указатель parent. Если указатель parent не установлен, то объект будет отображен в каталоге, соответствующем значению переменной kset->kobj. Если для некоторого объекта не установлены ни значение поля parent, ни значение поля kset, то считается, что данный объект не имеет родительского и будет отображаться в корневом каталоге файловой системы sysfs. Такое поведение практически всегда соответствует тому, что нужно. Поэтому одно из полей parent или kset (или оба) должно быть установлено правильным образом перед вызовом функции kobject_add(). Имя каталога, который представляет объект kobject в файловой системе sysfs, будет определяться значением поля kobj->name.

Вместо того чтобы последовательно вызывать функции kobject_init() и kobject_add(), можно вызвать функцию kobject_register().

int kobject_register(struct kobject *kobj);

Удаление объекта из файловой системы sysfs выполняется с помощью функции kobject_del().

void kobject_del(struct kobject *kobj);

Функция kobject_unregister() сочетает в себе выполнение функций kobject_del() и kobject_put().

void kobject_unregister(struct kobject* kobj);

Все эти четыре функции определены в файле lib/kobject.c и объявлены в файле <linux/kobject.h>.

Добавление файлов на файловой системе sysfs

Объекты kobject отображаются на каталоги, и такое отображение выполняется естественным образом. А как насчет создания файлов? Файловая система sysfs — это не что иное, как дерево каталогов без файлов.

Атрибуты, используемые по умолчанию

Набор файлов, которые создаются в каталоге по умолчанию, определяется с помощью поля ktype объектов kobject и множеств kset. Следовательно, все объекты kobject одного типа имеют один и тот же набор файлов в каталогах, которые этим объектам соответствуют. Структура kobject_type содержит поле default_attrs, которое представляет собой массив структур attribute. Атрибуты отображают данные ядра на файлы в файловой системе sysfs.

Структура attributes определена в файле <linux/sysfs.h>.

/* структура attribute - атрибуты позволяют отобразить данные ядра

 на файлы файловой системы sysfs */

struct attribute {

 char          *name;  /* имя атрибута */

 struct module *owner; /* модуль, если есть, которому

                          принадлежат данные */

 mode_t        mode;   /* права доступа к файлу */

};

Поле name содержит имя атрибута. Такое же имя будет иметь и соответствующий файл на файловой системе sysfs. Поле owner — это указатель на структуру module, которая представляет загружаемый модуль, содержащий соответствующие данные. Если такого модуля не существует, то значение поля равно NULL. Поле mode имеет тип mode_t и указывает права доступа к файлу на файловой системе sysfs. Если атрибут предназначен для чтения всеми, то флаг прав доступа должен быть установлен в значение S_IRUGO, если атрибут имеет право на чтение только для владельца, то права доступа устанавливаются в значение S_IRUSR. Атрибуты с правом на запись, скорее всего, будут иметь права доступа S_IRUGO | S_IWUSR. Все файлы и каталоги на файловой системе sysfs принадлежат пользователю с идентификаторами пользователя и группы равными нулю.

Структура attribute используется для представления атрибутов, а структура sysfs_ops описывает, как эти атрибуты использовать. Поле sysfs_ops — это указатель на одноименную структуру, которая определена в файле <linux/sysfs.h> следующим образом.

struct sysfs_ops {

 /* метод вызывается при чтении файла на файловой системе sysfs */

 ssize_t (*show)(struct kobject *kobj,

  struct attribute *attr, char *buffer);

 /* метод вызывается при записи файла на файловой системе sysfs */

 ssize_t (*store)(struct kobject *kobj,

  struct attribute *attr, const char *buffer, size_t size);

};

Метод show() вызывается при чтении файла. Он должен выполнить копирование значения атрибута, который передается в качестве параметра attr, в буфер, на который указывает параметр buffer. Размер буфера равен PAGE_SIZE байт. Для аппаратной платформы значение PAGE_SIZE равно 4096 байтов. Функция должна возвратить количество байтов данных, которые записаны в буфер в случае успешного завершения, и отрицательный код ошибки, если такая ошибка возникает.

Метод store() вызывается при записи. Он должен скопировать size байт данных из буфера buffer в атрибут attr. Размер буфера всегда равен PAGE_SIZE или меньше. Функция должна возвратить количество байтов данных, которые прочитаны из буфера при успешном выполнении, и отрицательный код ошибки в случае неудачного завершения.

Так как этот набор функций должен выполнять операции ввода-вывода для всех атрибутов, то необходимо выполнить некоторые дополнительные действия, чтобы вызвать обработчик, специфичный для каждого атрибута.

Создание нового атрибута

Обычно атрибутов, которые используются по умолчанию и предоставляются типом ktype, связанным с объектом kobject, оказывается достаточно. Действительно, все объекты kobject одного типа должны быть чём-то похожи друг на друга или даже быть идентичными по своей природе. Например, для всех разделов жестких дисков один и тот же набор атрибутов должен подходить для всех объектов kobject. Это не просто упрощает жизнь, но и позволяет упорядочить код и получить одинаковый способ доступа ко всем каталогам файловой системы sysfs, связанным с родственными объектами.

Тем не менее иногда требуется, чтобы определенный экземпляр объекта kobject имел некоторые специфические свойства. Для таких объектов может оказаться желательным (или необходимым) создать атрибут, которого нет у общего типа данного объекта. Для такого случая ядро предоставляет функцию sysfs_create_file() для добавления атрибута к существующему объекту.

int sysfs_create_file(struct kobject *kobj, const struct attribute *attr);

Эта функция позволяет привязать структуру attribute, на которую указывает параметр attr, к объекту kobject, на который указывает параметр kobj. Перед тем как вызвать эту функцию, необходимо установить значение атрибута (заполнить поля структуры). Эта функция возвращает значение нуль в случае успеха и отрицательное значение в случае ошибки.

Обратите внимание, что для обработки указанного атрибута используется структура sysfs_ops, соответствующая типу ktype объекта. Иными словами, существующие функции show() и store(), которые используются для объекта по умолчанию, должны иметь возможность обработать вновь созданный атрибут.

Кроме того, существует возможность создавать символьные ссылки. Создать символьную ссылку на файловой системе sysfs можно с помощью вызова следующей функции.

int sysfs_create_link(struct kobject *kobj,

 struct kobject *target, char *name);

Эта функция создает символьную ссылку с именем name в каталоге объекта, соответствующего параметру kobj, на каталог, соответствующий параметру target. Эта функция возвращает нулевое значение в случае успеха и отрицательный код ошибки в противном случае.