欧美高清视频一区,亚洲欧美一区二区在线观看,欧美高清视频手机在在线

linux讑֤�模型

LukeW — Wed, 12 Nov 2008 15:14:00 GMT

Linux 2.6内核的一个重要特色是提供了统一的内核设备模型。随着技术的不断�q�步�Q�系�l�的拓扑�l�构��来��复杂，�Ҏ��能电源管理、热插拔以及plug and play的支持要求也��来��高�Q?.4内核已经难以满��q�些需求。�ؓ适应�q�种形势的需要，2.6内核开发了全新的设备模型�?br /> �Q�． Sysfs文�g�pȝ��
Sysfs文�g�pȝ��是一个类��g��proc文�g�pȝ��的特�D�文件系�l�，用于��系�l�中的设备组�l�成层次�l�构�Q��ƈ向用��h��式程序提供详�l�的内核数据�l�构信息。其��层目录主要有：
Block目录�Q�包含所有的块设�?br /> Devices目录�Q�包含系�l�所有的讑֤��Q��ƈ�Ҏ��讑֤�挂接的�ȝ��c�d��l�织成层�ơ结�?br /> Bus目录�Q�包含系�l�中所有的�ȝ��c�d��
Drivers目录�Q�包括内�怸�所有已注册的设备驱动程�?br /> Class目录�Q�系�l�中的设备类型（如网卡设备，声卡讑֤��{�）
�Q�．内核对象机制关键数据�l�构
2.1 kobject内核对象
Kobject 是Linux 2.6引入的新的设备管理机�Ӟ��在内�怸�由struct kobject表示。通过�q�个数据�l�构使所有设备在底层都具有统一的接口，kobject提供基本的对象管理，是构成Linux 2.6讑֤�模型的核心结构，它与sysfs文�g�pȝ��紧密兌��Q�每个在内核中注册的kobject对象都对应于sysfs文�g�pȝ��中的一个目录�?br /> Kobject�l�构定义为：

struct kobject {
char * k_name;    // 指向讑֤�名称的指�?/span>
char name[KOBJ_NAME_LEN];   // 讑֤�名称
struct kref kref;    // 对象引用计数
struct list_head entry;   // 挂接到所在kset中去的单�?/span>
struct kobject * parent; // 指向父对象的指针
struct kset * kset;    // 所属kset的指�?/span>
struct kobj_type * ktype;   // 指向其对象类型描�q�符的指�?/span>
struct dentry * dentry; // sysfs文�g�pȝ��中与该对象对应的文�g节点路径指针
};

其中的kref域表�C��对象引用的计敎ͼ�内核通过kref实现对象引用计数��理�Q�内核提供两个函数kobject_get()、kobject_put()分别用于增加和减��引用计敎ͼ�当引用计��Cؓ0�Ӟ��所有该对象使用的资源将被释放�?br /> Ktype 域是一个指向kobj_type�l�构的指针，表示该对象的�c�d��。Kobj_type数据�l�构包含三个域：一个release�Ҏ��用于释放kobject�? 用的资源�Q�一个sysfs_ops指针指向sysfs操作表和一个sysfs文�g�pȝ��~�省属性列表。Sysfs操作表包括两个函数store()�? show()。当用户态读取属性时�Q�show()函数被调用，该函数编码指定属性值存入buffer中返回给用户态；而store()函数用于存储用户�? 传入的属性倹{�?br /> 2.2　kset内核对象集合
Kobject通常通过kset�l�织成层�ơ化的结构，kset是具有相同类型的kobject的集合，在内�怸�用kset数据�l�构表示�Q�定义�ؓ�Q?br />

struct kset {
struct subsystem * subsys;   // 所在的subsystem的指�?/span>
struct kobj_type * ktype;   // 指向该kset对象�c�d��描述�W�的指针
struct list_head list;      // 用于�q�接该kset中所有kobject的链表头
struct kobject kobj;    // 嵌入的kobject
struct kset_hotplug_ops * hotplug_ops; // 指向热插拔操作表的指�?/span>
};

�?含在kset中的所有kobject被组�l�成一个双向��@环链表，list域正是该链表的头。Ktype域指向一个kobj_type�l�构�Q�被�? kset中的所有kobject�׃�n�Q�表�C��些对象的�c�d��。Kset数据�l�构�q�内嵌了一个kobject对象�Q�由kobj域表�C�）�Q�所有属于这个kset 的kobject对象的parent域均指向�q�个内嵌的对象。此外，kset�q�依赖于kobj�l�护引用计数�Q�kset的引用计数实际上��是内嵌�? kobject对象的引用计数�?br /> 2.3 subsystem内核对象子系�l?br /> Subsystem是一�p�d��kset的集合，描述�pȝ��中某一 �c�设备子�pȝ��Q�如block_subsys表示所有的块设备，对应于sysfs文�g�pȝ��中的block目录。类似的�Q�devices_subsys对应�? sysfs中的devices目录�Q�描�q�系�l�中所有的讑֤�。Subsystem由struct subsystem数据�l�构描述�Q�定义�ؓ�Q?br />

struct subsystem {
struct kset kset; // 内嵌的kset对象
struct rw_semaphore rwsem; // 互斥讉K��信号�?/span>
};

�?个kset必须属于某个subsystem�Q�通过讄��kset�l�构中的subsys域指向指定的subsystem可以��一个kset加入到该 subsystem。所有挂接到同一subsystem的kset�׃�n同一个rwsem信号量，用于同步讉K��kset中的链表�?br />
�Q�．内核对象机制主要相关函数
针对内核对象不同层次的数据结构，linux 2.6内核定义了一�p�d��操作函数�Q�定义于lib/kobject.c文�g中�?br /> 3.1　kobject相关函数

void kobject_init(struct kobject * kobj)�Q?/span>// kobject初始化函数。设�|�kobject引用计数�?�Q�entry域指向自�w�，其所属kset引用计数加１

int kobject_set_name(struct kobject *kobj, const char *format, )�Q?/span>// 讄��指定kobject的名�U��?/span>

void kobject_cleanup(struct kobject * kobj);
void kobject_release(struct kref *kref)�Q?/span>// kobject清除函数。当其引用计��Cؓ�Q�时�Q�释攑֯�象占用的资源�?/span>

struct kobject *kobject_get(struct kobject *kobj)�Q?/span>// ��kobj 对象的引用计数加1�Q�同时返回该对象的指针�?/span>

void kobject_put(struct kobject * kobj)�Q?/span>// ��kobj对象的引用计数减1�Q�如果引用计数降�?�Q�则调用kobject_release()释放该kobject对象�?/span>

int kobject_add(struct kobject * kobj)�Q?/span>// ��kobj对象加入Linux讑֤�层次。挂接该kobject对象到kset的list链中�Q�增加父目录各��kobject的引用计敎ͼ�在其parent指向的目录下创徏文�g节点�Q��ƈ启动该类型内核对象的hotplug函数�?/span>

int kobject_register(struct kobject * kobj)�Q?/span>// kobject注册函数。通过调用kobject_init()初始化kobj�Q�再调用kobject_add()完成该内核对象的注册�?/span>

void kobject_del(struct kobject * kobj)�Q?/span>// 从Linux讑֤�层次(hierarchy)中删除kobj对象�?/span>

void kobject_unregister(struct kobject * kobj)�Q?/span>// kobject注销函数。与kobject_register()相反�Q�它首先调用kobject_del从设备层�ơ中删除该对象，再调用kobject_put()减少该对象的引用计数�Q�如果引用计数降�?�Q�则释放该kobject对象�?/span>

3.2 kset相关函数
与kobject �怼��Q�kset_init()完成指定kset的初始化�Q�kset_get()和kset_put()分别增加和减��kset对象的引用计数�? Kset_add()和kset_del()函数分别实现��指定keset对象加入讑֤�层次和从其中删除�Q�kset_register()函数完成 kset的注册而kset_unregister()函数则完成kset的注销�?br /> 3.3 subsystem相关函数
subsystem有一�l�完成类似的函数�Q�分别是�Q?br />

void subsystem_init(struct subsystem *subsys);
int subsystem_register(struct subsystem *subsys);
void subsystem_unregister(struct subsystem *subsys);
struct subsystem *subsys_get(struct subsystem *subsys)
void subsys_put(struct subsystem *subsys);

�Q�．讑֤�模型�l��g
在上�q�内核对象机制的基础上，Linux的设备模型徏立在几个关键�l��g的基��上，下面我们详细阐述�q�些�l��g�?br /> 4.1 devices
�pȝ��中的��M��讑֤�在设备模型中都由一个device对象描述�Q�其对应的数据结构struct device定义为：

struct device {
struct list_head g_list;
struct list_head node;
    struct list_head bus_list;
    struct list_head driver_list;
    struct list_head children;
    struct device *parent;
    struct kobject kobj;
    char bus_id[BUS_ID_SIZE];
    struct bus_type *bus;
    struct device_driver *driver;
    void *driver_data;
    /* Several fields omitted */
};

g_list ��该device对象挂接到全局讑֤�链表中，所有的device对象都包含在devices_subsys中，�q�组�l�成层次�l�构。Node域将该对象挂�? 到其兄弟对象的链表中�Q�而bus_list则用于将�q�接到相同�ȝ��上的讑֤��l�织成链表，driver_list则将同一驱动�E�序��理的所有设备组�l��ؓ�? 表。此外，children域指向该device对象子对象链表头�Q�parent域则指向父对象。Device对象�q�内嵌一个kobject对象�Q�用于引用计数管理�ƈ通过它实现设备层�ơ结构。Driver域指向管理该讑֤�的驱动程序对象，而driver_data则是提供�l�驱动程序的数据。Bus域描�q�设备所�q�接的�ȝ��c�d��?br /> 内核提供了相应的函数用于操作device对象。其中Device_register()函数��一个新的device对象�? 入设备模型，�q�自动在/sys/devices下创��Z��个对应的目录。Device_unregister()完成相反的操作，注销讑֤�对象�? Get_device()和put_device()分别增加与减��设备对象的引用计数。通常device�l�构不单独��用，而是包含在更大的�l�构中作��Z�� 个子�l�构使用�Q�比如描�q�PCI讑֤�的struct pci_dev�Q�其中的dev域就是一个device对象�?br /> 4.2 drivers
�pȝ��中的每个驱动�E�序�׃��个device_driver对象描述�Q�对应的数据�l�构定义为：

struct device_driver {
    char *name;   // 讑֤�驱动�E�序的名�U?/span>
    struct bus_type *bus; // 该驱动所��理的设备挂接的�ȝ��c�d��
    struct kobject kobj;    // 内嵌kobject对象
    struct list_head devices;  // 该驱动所��理的设备链表头
    int (*probe)(struct device *dev); // 指向讑֤�探测函数�Q�用于探��设备是否可以被该驱动程序管�?/span>
int (*remove)(struct device *dev); // 用于删除讑֤�的函�?/span>
/* some fields omitted*/
}�Q?/span>

与device �l�构�c�M��Q�device_driver对象依靠内嵌的kobject对象实现引用计数��理和层�ơ结构组�l�。内核提供类似的函数用于操作 device_driver对象�Q�如get_driver()增加引用计数�Q�driver_register()用于向设备模型插入新的driver�? 象，同时在sysfs文�g�pȝ��中创建对应的目录。Device_driver()�l�构�q�包括几个函敎ͼ�用于处理热拔插、即插即用和甉|��理事�g�?br /> 4.3 buses
�pȝ��中�ȝ��由struct bus_type描述�Q�定义�ؓ�Q?br />

struct bus_type {
char * name; // �ȝ��c�d��的名�U?/span>
struct subsystem subsys; // 与该�ȝ��相关的subsystem
struct kset drivers; // 所有与该�ȝ��相关的驱动程序集�?/span>
struct kset devices; // 所有挂接在该�ȝ��上的讑֤�集合
struct bus_attribute * bus_attrs; // �ȝ��属�?/span>
struct device_attribute * dev_attrs; // 讑֤�属�?/span>
struct driver_attribute * drv_attrs; // 驱动�E�序属�?/span>
int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);
int (*hotplug) (struct device *dev, char **envp, int num_envp, char *buffer, int buffer_size);
int (*suspend)(struct device * dev, u32 state);
int (*resume)(struct device * dev);
}�Q?/span>

�?个bus_type对象都内嵌一个subsystem对象�Q�bus_subsys对象��理�pȝ��中所有�ȝ��c�d��的subsystem对象。每�? bus_type对象都对�?sys/bus目录下的一个子目录�Q�如PCI�ȝ��c�d��对应�?sys/bus/pci。在每个�q�样的目录下都存在两个子�? 录：devices和drivers�Q�分别对应于bus_type�l�构中的devices和drivers域）。其中devices子目录描�q�连接在该�? �U�上的所有设备，而drivers目录则描�q�C��该�ȝ��兌��的所有驱动程序。与device_driver对象�c�M��Q�bus_type�l�构�q�包含几个函�? �Q�match()、hotplug()�{�）处理相应的热插拔、即插即拔和甉|��理事�g�?br /> 4.4 classes
�pȝ��中的讑֤��cȝ�� struct class描述�Q�表�C�某一�c�设备。所有的class对象都属于class_subsys子系�l�，对应于sysfs文�g�pȝ��中的/sys/class目录�? 每个class对象包括一个class_device链表�Q�每个class_device对象表示一个逻辑讑֤��Q��ƈ通过struct class_device中的dev域（一个指向struct device的指针）兌��一个物理设备。这��P��一个逻辑讑֤��L��对应于一个物理设备，但是一个物理设备却可能对应于多个逻辑讑֤�。此外，class�l�构�? �q�包括用于处理热插拔、即插即拔和甉|��理事�g的函敎ͼ��q�与device对象和driver对象�怼��?br />

LukeW 2008-11-12 23:14 发表评论

LukeW — Wed, 12 Nov 2008 05:53:00 GMT

C中的位运��?/strong>
能够�q�用��C�Q何整形的数据�c�d��?包括char, int), 无论有没有short, long, unsigned�q�样的限定词.

位运��的应用

// 交换指针变量x,y所指向的存储位�|�处存放的�?br /> // 优势是不需要第三个位置来��时存储另一个�?br /> // 但是�q�个�Ҏ��q�没有明昄��性能优势,只是一个智力上的消�?/span>
void inplace_swap(int *x, int *y)
{
*x = *x ^ *y;
*x = *x ^ *y;
*x = *x ^ *y;
}

位运��常见用�?
实现掩码�q�算

-----------------------------------
Java中的位运��?/strong>

LukeW 2008-11-12 13:53 发表评论

LukeW — Wed, 12 Nov 2008 03:58:00 GMT
因�ؓ现行的计��机都是以八位一个字节�ؓ存储单位,那么一�?6位的整数,也就是C语言中的short,在内存中可能有两�U�存储顺序big-

endian和litte-endian.考虑一个short整数0x3132(0x32是低�?0x31是高�?,把它赋值给一个short变量,那么它在内存中的存储�?br />
能有如下两种情况:
大端字节(Big-endian):

short变量地址
       0x1000                  0x1001
___________________________________
|                 |
|         0x31    |       0x32
|________________ | ________________
高位字节在低位字节的前面,也就是高位在内存地址低的一�?可以�q�样��C��(大端->高位->在前->正常的逻辑��序)

��端字节(little-endian):

short变量地址
       0x1000                  0x1001
_____________________________________
|                 |
|         0x32    |       0x31
|________________ | __________________
低位字节在高位字节的前面,也就是低位在内存地址低的一�?可以�q�样��C��(��端->低位->在前->与正帔R��辑��序相反)

可以做个实验
在windows上下如下�E�序

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

void main( void )
{
        short test;
        FILE* fp;

        test = 0x3132;  //(31ASIIC码的’1’,32ASIIC码的’2’)
        if ((fp = fopen ("c:""test.txt", "wb")) == NULL)
              assert(0);
        fwrite(&test, sizeof(short), 1, fp);
        fclose(fp);
}

    然后在C盘下打开test.txt文�g,可以看见内容�?1,而test�{�于0x3132,可以明显的看出来x86的字节顺序是低位在前.如果我们
把这�D�同��L��代码攑ֈ�(big-endian)的机器上执行,那么打出来的文�g��是12.�q�在本机中��用是没有问题�?但当你把�q�个文�g从一
个big- endian机器复制��C��个little-endian机器上时��出现问题了.

    如上�q�C��?我们在big-endian的机器上创徏了这个test文�g,把其复制到little-endian的机器上再用fread��d��一�?short�?br /> �?我们得到的就不再�?x3132而是0x3231�?�q�样��d��的数据就是错误的,所以在两个字节��序不一��L��机器上传输数据时需要特�?br /> ��心字节��序,理解了字节顺序在可以帮助我们写出�U�L��行更高的代码.

正因为有字节��序的差�?所以在�|�络传输的时候定义了所有字节顺序相关的数据都��用big-endian,BSD的代码中定义了四个宏来处
�?

#define ntohs(n)     //�|�络字节��序��C��机字节顺�?nbsp;n代表net, h代表host, s代表short
#define htons(n)     //��L��字节��序到网�l�字节顺�?nbsp;n代表net, h代表host, s代表short
#define ntohl(n)      //�|�络字节��序��C��机字节顺�?nbsp;n代表net, h代表host, s代表 long
#define htonl(n)      //��L��字节��序到网�l�字节顺�?nbsp;n代表net, h代表host, s代表 long

举例说明下这其中一个宏的实�?

#define sw16(x) "
    ((short)( "
        (((short)(x) & (short)0x00ffU) << 8) | "
        (((short)(x) & (short)0xff00U) >> 8) ))

�q�里实现的是一个交换两个字节顺�?其他几个宏类�?

我们改写一下上面的�E�序

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

#define sw16(x) "
    ((short)( "
        (((short)(x) & (short)0x00ffU) << 8) | "
        (((short)(x) & (short)0xff00U) >> 8) ))

// 因�ؓx86下面是低位在�?需要交换一下变成网�l�字节顺�?/span>
#define htons(x) sw16(x)

void main( void )
{
        short test;
        FILE* fp;

        test = htons(0x3132); //(31ASIIC码的’1’,32ASIIC码的’2’)
        if ((fp = fopen ("c:""test.txt", "wb")) == NULL)
              assert(0);
        fwrite(&test, sizeof(short), 1, fp);
        fclose(fp);
}

    如果在高字节在前的机器上,�׃��与网�l�字节顺序一�?所以我们什么都不干��可以了,只需要把#define htons(x) sw16(x)宏替

换�ؓ #define htons(x) (x).
    一开始我在理解这个问题时,��d��想�ؓ什么其他数据不用交换字节顺�?比如说我们write一块buffer到文�?最后终于想明白�?

因�ؓ都是unsigned char�c�d��一个字节一个字节的写进�?�q�个��序是固定的,不存在字节顺序的问题.

【用函数判断�pȝ��是Big Endian�q�是Little Endian�?/font>

bool IsBig_Endian()
//如果字节序�ؓbig-endian�Q�返回true;
//反之�?nbsp;  little-endian�Q�返回false
{
    unsigned short test = 0x1122;
    if(*( (unsigned char*) &test ) == 0x11)
       return TRUE;
else
    return FALSE;

}//IsBig_Endian()

【打印程序对象的字节表示�?/font>

// 可在不同�q�_��与硬件架构的机器中测试运行这�D�代�?理解大端表示和小端表�C�的不同.
// �q�段代码使用强制�c�d��转换规避�c�d��pȝ��
#incluede <stdio.h>

// 假设每个字节都是非负整数
typedef unsigned char *byte_pointer;

void show_bytes(byte_pointer start, int len)
{
for(int i = 0; i < len; i++)
  printf(" %.2x", start[i]);
printf("\n");
}

void show_int(int x)
{
show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(int));
}

void show_float(float x)
{
show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(float));
}

// 在��用相同编�?如ASCII�~�码)的系�l�中,字符串字节表�C�得到的�l�果一般是相同�?所以文本数据比二进制数据具有更强的�q�_��无关�?/span>
void show_string(char *x)
{
show_bytes((byte_pointer) x, strlen(x));
}

void show_pointer(void *x)
{
show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(void *));
}

void test_show_bytes(int val)
{
int ival = val;
float fval = (float)ival;
int *pval = &ival;

show_int(ival); // 各个机器因�ؓ大端表示和小端表�C�的不同,从而只是字节顺序不�?/span>
show_float(fval); // 各个机器因�ؓ大端表示和小端表�C�的不同,从而只是字节顺序不�?/span>
show_pointer(pval); // 指针值是与机器相关的(linux,sun使用4字节地址, 而alpha使用八字节地址)
}

---------------------------------------------
对于如数�?2345在int型和float型时的编码表�C?br />

LukeW 2008-11-12 11:58 发表评论