Lưu ý
Mục đích của file này là để độc giả tiếng Việt có thể đọc và hiểu tài liệu nhân kernel dễ dàng hơn, không phải để tạo ra một nhánh tài liệu riêng. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc cập nhật nào cho file này, vui lòng thử cập nhật file tiếng Anh gốc trước. Nếu bạn thấy có sự khác biệt giữa bản dịch và bản gốc, hoặc có vấn đề về bản dịch, vui lòng gửi góp ý hoặc patch cho người dịch của file này, hoặc nhờ người bảo trì và người review tài liệu tiếng Việt giúp đỡ.
- Bản gốc:
- Người dịch:
Google Translate (machine translation)
- Phiên bản gốc:
8541d8f725c6
Cảnh báo
Tài liệu này được dịch tự động bằng máy và chưa được review bởi người dịch. Nội dung có thể không chính xác hoặc khó hiểu ở một số chỗ. Khi có sự khác biệt với bản gốc, bản gốc luôn là chuẩn. Bản dịch chất lượng cao (được review) được đặt trong thư mục vi_VN/.
Giao diện trình điều khiển hạt nhân Linux¶
(tất cả các câu hỏi của bạn đã được trả lời và sau đó là một số)
Greg Kroah-Hartman <greg@kroah.com>
Điều này được viết để giải thích tại sao Linux không có hệ nhị phân giao diện kernel và cũng không có giao diện kernel ổn định.
Lưu ý
Please realize that this article describes the in kernel interfaces, not the kernel to userspace interfaces.
The kernel to userspace interface is the one that application programs use, the syscall interface. That interface is very stable over time, and will not break. I have old programs that were built on a pre 0.9something kernel that still work just fine on the latest 2.6 kernel release. That interface is the one that users and application programmers can count on being stable.
Tóm tắt điều hành¶
Bạn nghĩ rằng bạn muốn có một giao diện kernel ổn định, nhưng thực sự thì không, và bạn thậm chí không biết nó. Điều bạn muốn là một trình điều khiển chạy ổn định và bạn chỉ nhận được điều đó nếu trình điều khiển của bạn nằm trong cây hạt nhân chính. Bạn cũng vậy nhận được nhiều lợi ích tốt khác nếu trình điều khiển của bạn nằm trong kernel chính cây, tất cả những điều đó đã làm cho Linux trở thành một hệ thống mạnh mẽ, ổn định và trưởng thành như vậy. hệ điều hành đó là lý do bạn sử dụng nó trong lần đầu tiên nơi.
giới thiệu¶
Chỉ có người kỳ quặc muốn viết trình điều khiển hạt nhân mới cần phải lo lắng về việc thay đổi giao diện trong kernel. Đối với phần lớn thế giới, họ không nhìn thấy giao diện này và cũng không quan tâm đến nó tất cả.
Trước hết, tôi sẽ không giải quyết các vấn đề pháp lý của ZZ0000ZZ về việc đóng cửa nguồn, nguồn ẩn, đốm màu nhị phân, trình bao bọc nguồn hoặc bất kỳ thuật ngữ nào khác mô tả trình điều khiển hạt nhân không có mã nguồn của chúng được phát hành dưới tên GPL. Hãy tham khảo ý kiến luật sư nếu bạn có bất kỳ vấn đề pháp lý nào câu hỏi, tôi là một lập trình viên và do đó tôi sẽ mô tả các vấn đề kỹ thuật ở đây (không phải để làm sáng tỏ các vấn đề pháp lý, chúng là có thật và bạn cần phải luôn nhận thức được chúng.)
Vì vậy, có hai chủ đề chính ở đây, giao diện hạt nhân nhị phân và tính ổn định. giao diện nguồn kernel. Cả hai đều phụ thuộc vào nhau, nhưng chúng ta sẽ trước tiên hãy thảo luận về nội dung nhị phân để giải quyết vấn đề đó.
Giao diện hạt nhân nhị phân¶
Giả sử rằng chúng ta có giao diện nguồn kernel ổn định cho kernel, giao diện nhị phân cũng sẽ xảy ra một cách tự nhiên phải không? Sai. làm ơn hãy xem xét các sự thật sau đây về nhân Linux:
- Tùy thuộc vào phiên bản trình biên dịch C bạn sử dụng mà kernel khác nhau
cấu trúc dữ liệu sẽ chứa các cấu trúc liên kết khác nhau và có thể bao gồm các chức năng khác nhau theo những cách khác nhau (đặt có chức năng nội tuyến hay không.) Tổ chức chức năng riêng lẻ điều đó không quan trọng lắm, nhưng phần đệm cấu trúc dữ liệu khác nhau thì rất quan trọng.
- Tùy thuộc vào các tùy chọn xây dựng hạt nhân mà bạn chọn, một loạt các
những thứ khác nhau có thể được giả định bởi kernel:
- các cấu trúc khác nhau có thể chứa các trường khác nhau
Một số chức năng có thể không được triển khai (ví dụ: một số khóa biên dịch thành không có gì đối với các bản dựng không phải SMP.)
Bộ nhớ trong kernel có thể được căn chỉnh theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào các tùy chọn xây dựng.
- Linux chạy trên nhiều kiến trúc bộ xử lý khác nhau.
Không có cách nào các trình điều khiển nhị phân từ một kiến trúc sẽ chạy trên một kiến trúc khác một cách chính xác.
Bây giờ một số vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách biên soạn mô-đun để biết cấu hình hạt nhân cụ thể chính xác, sử dụng cùng một mô-đun chính xác Trình biên dịch C mà kernel được xây dựng cùng. Điều này là đủ nếu bạn muốn cung cấp một mô-đun cho một phiên bản phát hành cụ thể của một phiên bản cụ thể Phân phối Linux. Nhưng hãy nhân bản dựng đơn lẻ đó với số lượng các bản phân phối Linux khác nhau và số lượng các bản phân phối được hỗ trợ khác nhau bản phân phối Linux và bạn sẽ nhanh chóng gặp ác mộng về các tùy chọn xây dựng khác nhau trên các bản phát hành khác nhau. Cũng nhận ra rằng mỗi Bản phát hành bản phân phối Linux chứa một số hạt nhân khác nhau, tất cả được điều chỉnh theo các loại phần cứng khác nhau (các loại bộ xử lý khác nhau và các tùy chọn khác nhau), vì vậy, ngay cả với một bản phát hành duy nhất, bạn sẽ cần phải tạo nhiều phiên bản của mô-đun của bạn.
Tin tôi đi, bạn sẽ phát điên theo thời gian nếu cố gắng ủng hộ loại hình này phát hành, tôi đã học được điều này một cách khó khăn từ lâu rồi...
Giao diện nguồn hạt nhân ổn định¶
Đây là một chủ đề “không ổn định” hơn nhiều nếu bạn nói chuyện với những người cố gắng giữ trình điều khiển hạt nhân Linux không có trong cây hạt nhân chính tối đa ngày theo thời gian.
Quá trình phát triển nhân Linux diễn ra liên tục và với tốc độ nhanh chóng, không bao giờ dừng lại để giảm tốc độ. Như vậy, các nhà phát triển kernel tìm thấy lỗi trong giao diện hiện tại hoặc tìm ra cách tốt hơn để thực hiện mọi việc. Nếu họ làm đó, sau đó họ sửa các giao diện hiện tại để hoạt động tốt hơn. Khi họ làm vì vậy, tên hàm có thể thay đổi, cấu trúc có thể tăng hoặc giảm và các tham số chức năng có thể được làm lại. Nếu điều này xảy ra, tất cả các các trường hợp giao diện này được sử dụng trong kernel đã được sửa đồng thời, đảm bảo rằng mọi thứ tiếp tục hoạt động bình thường.
Là một ví dụ cụ thể về điều này, các giao diện USB trong kernel có trải qua ít nhất ba lần làm lại khác nhau trong suốt vòng đời của nó hệ thống con. Những công việc làm lại này được thực hiện để giải quyết một số vấn đề khác nhau vấn đề:
- Thay đổi từ mô hình luồng dữ liệu đồng bộ sang mô hình không đồng bộ
một. Điều này làm giảm sự phức tạp của một số trình điều khiển và tăng thông lượng của tất cả trình điều khiển USB như chúng tôi hiện nay chạy hầu hết tất cả các thiết bị USB ở tốc độ tối đa có thể.
Một sự thay đổi đã được thực hiện trong cách các gói dữ liệu được phân bổ từ Lõi USB của trình điều khiển USB để tất cả các trình điều khiển hiện cần cung cấp thêm thông tin về lõi USB để sửa một số tài liệu bế tắc.
Điều này hoàn toàn trái ngược với một số hệ điều hành nguồn đóng đã phải duy trì giao diện USB cũ hơn theo thời gian. Cái này cung cấp khả năng cho các nhà phát triển mới vô tình sử dụng cái cũ giao diện và thực hiện mọi việc theo những cách không thích hợp, gây ra sự ổn định của hệ điều hành phải chịu đựng.
Trong cả hai trường hợp này, tất cả các nhà phát triển đều đồng ý rằng đây là những thay đổi quan trọng cần được thực hiện và chúng đã được thực hiện với tương đối ít đau. Nếu Linux phải đảm bảo rằng nó sẽ duy trì một giao diện nguồn ổn định, một giao diện mới sẽ được tạo và cái cũ hơn, bị hỏng sẽ phải được bảo trì theo thời gian, dẫn đến làm thêm việc cho các nhà phát triển USB. Vì tất cả các nhà phát triển Linux USB đều làm như vậy công việc của họ theo thời gian riêng của họ, yêu cầu các lập trình viên làm thêm công việc mà không mất phí đạt được, miễn phí, không phải là một khả năng.
Vấn đề bảo mật cũng rất quan trọng đối với Linux. Khi một vấn đề bảo mật được tìm thấy, nó sẽ được khắc phục trong một khoảng thời gian rất ngắn. A nhiều lần điều này đã khiến cho các giao diện kernel bên trong bị lỗi được làm lại để ngăn chặn sự cố bảo mật xảy ra. Khi điều này xảy ra, tất cả các trình điều khiển sử dụng giao diện cũng đã được sửa tại đồng thời, đảm bảo rằng vấn đề bảo mật đã được khắc phục và không thể vô tình quay lại vào một thời điểm nào đó trong tương lai. Nếu các giao diện bên trong không được phép thay đổi, khắc phục loại sự cố bảo mật này và đảm bảo rằng điều đó không thể xảy ra lần nữa là không thể.
Giao diện hạt nhân được làm sạch theo thời gian. Nếu không có ai sử dụng giao diện hiện tại, nó sẽ bị xóa. Điều này đảm bảo rằng hạt nhân vẫn còn càng nhỏ càng tốt và tất cả các giao diện tiềm năng đều được kiểm tra dưới dạng tốt nhất có thể (các giao diện không được sử dụng gần như không thể kiểm tra tính hợp lệ.)
phải làm gì¶
Vì vậy, nếu bạn có trình điều khiển hạt nhân Linux không có trong hạt nhân chính tree, bạn, một nhà phát triển, phải làm gì? Phát hành nhị phân trình điều khiển cho mọi phiên bản hạt nhân khác nhau cho mỗi bản phân phối là một cơn ác mộng và cố gắng theo kịp giao diện kernel luôn thay đổi cũng là một công việc vất vả.
Đơn giản, hãy đưa trình điều khiển hạt nhân của bạn vào cây hạt nhân chính (hãy nhớ rằng chúng ta nói về các trình điều khiển được phát hành theo giấy phép tương thích với GPL tại đây, nếu mã không thuộc danh mục này, chúc may mắn, bạn ở đây một mình, đồ đỉa). Nếu trình điều khiển của bạn ở dạng cây và giao diện kernel thay đổi, nó sẽ được sửa bởi người thực hiện thay đổi kernel đầu tiên nơi. Điều này đảm bảo rằng trình điều khiển của bạn luôn có thể được xây dựng và hoạt động trên thời gian mà không tốn nhiều công sức.
Tác dụng phụ rất tốt của việc có trình điều khiển của bạn trong cây hạt nhân chính là:
- Chất lượng của người lái xe sẽ tăng lên khi chi phí bảo trì (đối với
nhà phát triển ban đầu) sẽ giảm.
Các nhà phát triển khác sẽ thêm tính năng vào driver của bạn.
Người khác sẽ tìm và sửa lỗi trong driver của bạn.
Những người khác sẽ tìm thấy cơ hội điều chỉnh trong trình điều khiển của bạn.
Người khác sẽ cập nhật driver cho bạn khi có giao diện bên ngoài những thay đổi đòi hỏi nó.
Trình điều khiển tự động được cài sẵn trong tất cả các bản phân phối Linux mà không cần phải yêu cầu các nhà phân phối thêm nó.
Vì Linux hỗ trợ một số lượng lớn hơn các thiết bị khác nhau “ngay lập tức” hơn bất kỳ hệ điều hành nào khác và nó hỗ trợ các thiết bị này trên nhiều kiến trúc bộ xử lý khác với bất kỳ hệ điều hành nào khác, điều này loại mô hình phát triển đã được chứng minh phải làm điều gì đó đúng :)
Cảm ơn Randy Dunlap, Andrew Morton, David Brownell, Hanna Linder, Robert Love và Nishanth Aravamudan vì những đánh giá và nhận xét của họ về những bản thảo đầu tiên của bài viết này.