PB173 - Ovladače jádra - Linux
VI. Datové typy
Jiri Slabý
Fakulta informatiky Masarykova univerzita
5. 11. 2015
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015       1 /14
Obsah cvičení
Q Základní typy
• Chyby jako ukazatele
Q Datové struktury
• Seznam
• FIFO
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/04 5.11.2015      2/ 14
Datové typy
LDD3 kap. 11
• Základní typy
• Endianita (pořadí bytů)
• Datové struktury (seznam, FIFO)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015      3/ 14
Sekce 1
Základní typy
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015
4/14
Základní typy
• char, short, int, long, long long (+ unsigned)
• u8, ul6, u32, u64, __u8, __ul6, __u32, __u64
• s8, sl6, s32, s64, __s8, __sl6, __s32, __s64
sizeof základních typů pro různé architektury
arch	char	short	int	long	ptr	long long
alpha	1	2	4	8	8	8
arm	1	2	4	4	4	8
ia64	1	2	4	8	8	8
m68k	1	2	4	4	4	8
mips	1	2	4	4	4	8
ppc	1	2	4	4	4	8
spare	1	2	4	4	4	8
sparc64	1	2	4	8	8	8
x86_32	1	2	4	4	4	8
x86_64	1	2	4	8	8	8
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015
5/14
Základní typy
sizeof dalších typů (ukazatelů)
arch	long	virt	phys
x86_32	4	4	4
x86_32+PAE	4	4	4.5+
x86_64	8	8	8
Pro práci s fyzickou adresou long/ukazatel nestačí
• Ale u64 může být zbytečné (čisté 32-bity)
• Proto speciální typy {POZOR)
• phys_addr_t (RAM, za MMU)
• Anebo long, ale pak v něm uchovávat pf n (phys/PAGE_siZE)
• dma_addr_t (RAM, před IOMMU)
o resource_size_t (PCI prostor apod.)
Úkol: opravte typy v pb173/06 (jen první TODO)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015
6/14
Pořadí bytů
Číslo 0x12345678 reprezentované v paměti		
Pořadí	Příklad architektury	Offset v paměti 0        12 3
Big-endian Little-endian Mixed-endian	arm, s390 arm, x86 PDP-11	0x12   0x34   0x56 0x78 0x78   0x56   0x34 0x12 0x34   0x12   0x78 0x56
Pro typy o velikosti větší než 1 je nutné znát pořadí
• Interpretace dat z/do zařízení
• Specifikace
• CPU (příklady nahoře)
• PCI: LE
• Síťový provoz: BE
• ...
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/04 5.11.2015      7/ 14
Funkce pro pořadí bytů
• asm/byteorder.h
• __leXX, __beXX
• cpu_to_leXX, cpu_to_beXX
• leXX_to_cpu, beXX_to_cpu
• XX G {16,32,64}
• ntohs, ntohl, htons, htonl
Úkol: doplňte tělo decode_and_print v pb173/06 (druhé TODO)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015
8/14
Chyby jako ukazatele
• void *funkce()
• Jak vrátit chytřejší chybu než NULL?
• Díra na konci adresového prostoru
• Tj. nevalidní ukazatel (dereference by způsobila pád)
o Např. Oxf f f f f f f f f f f 00000-Oxf f f f f f f f f f f f f f f f (x86_64)
• Lze použít k zakódování chyby
• void *ptr = ERR_PTR(-Eerror)
• IS_ERR(ptr) =4> int err = PTR.ERR(ptr)
• IS.ERR(NULL) je false
Úkol: přepište err or .handling v pb173/06 (třetí TODO)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015
9/14
Sekce 2
Datové struktury
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015 10/14
Seznam I
• linux/list.h
• struct list_head (obsahuje prev, next)
• Jak samotný seznam (počátek), tak jeho prvky
• LIST_HEAD(my_list)s,INIT_LIST_HEAD(&my_list)D
• list_add(co, kam), list_add_tail, list_del
• list_move, list_move_tail
naalokujte 20 stránek a v seznamu si je pamatujte.
struct my_struct {
struct listjnead list ;
};
LIST_HEAD(my_list);
int a;
struct my_struct *s;
s = kmalloc(sizeof(*s), GFP_KERNEL);
if (ls) { ... }
s >a = 10;
list_add(&s->list, &my_list);
/* list_add_tail (&s->list, &my_list); */
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015 11/14
Seznam II
• linux/list.h
• list_empty
• Jedna položka: list.entry, list.first_entry
• Iterace: list_f or_each_entry(. . .){ ... } (jako f or), list_for_each_entry_reverse(...){ ... }
• *_saf e varianty - pokud měním aktuální člen seznamu
Příklad	
struct my_struct *s, *s1; s = list_first_entry (&my_list, struct my_struct, list); s= list_entry (s—>list. next, struct my_struct, list); /* or */ list_for_each_entry(s, &my_list, list) { s->a;} list_for_each_entry_safe(s, s1, &my_list, list) { list_del (&s->list); }	
Úko předchozích 20 stránek uvolněte.	
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)                           PB173/04	5. 11. 2015 12/14
FIFO
• linux/kfifo.h, samples/kfifo/*
• struct kfifo
• Statické: declare.kfifo + init.kfifo
• Dynamické: kfifo_alloc(&fifo, size, gfp_*),kfifo.free
• Zápis: kf if o_in(&f if o, buf, count)
• Čtení: kf if o_out(&f if o, buf, count)
• Obsazeno:kfifo_ien(&fifo)
• Volno: kf ifo_avail(&fifo)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015 13/14
Úkol
Práce s FIFO (linux/kf ifo.h)
O Globální FIFO 8 intŮ (DECLARE.KFIFO) O INIT.KFIFO
O Zapisovat čísla (kf if o_in) dokud je místo
O Vypsat všechna čísla (kf if o_out + kf if o_ien)
Pozn.: ve starších jádrech je jiné rozhraní:
• jen dynamicky: my_f if o=kf if o.ailoc
• __kfifo_put=kfifo_in
• __kfifo_get=kfifo_out
• __kfifo_len=kfifo_len
• avail není
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
5. 11. 2015
14/14