2022年02月04日 情報科学類 オペレーティングシステム II 筑波大学 システム情報系 新城 靖 <yas@cs.tsukuba.ac.jp>
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試験について
Linux では、割り込みの処理を2つに分ける。
図? 割り込み処理の前半部分と後半部分
割り込みハンドラ(前半部)と後半部の役割分担の目安。
注意1: Tasklet は、task 構造体とはまったく関係ない。名前がよくない。
注意2: Softirq という用語を、割り込み処理の後半部という意味で使う人もい る。
注意3: 伝統的なUnixでは、top half は、システム・コールから派生する上位 層の処理、bottom half は、割り込みから派生する下位層の処理の意味で使わ れることがある。Linux では、top half, bottom half は、割り込み処理の前 半部分と後半部分の意味に使う。
Tasklet で1つの仕事は次のような、struct tasklet_struct で表現される。
linux-5.15.12/include/linux/interrupt.h 587: struct tasklet_struct 588: { 589: struct tasklet_struct *next; 590: unsigned long state; 591: atomic_t count; 592: bool use_callback; 593: union { 594: void (*func)(unsigned long data); 595: void (*callback)(struct tasklet_struct *t); 596: }; 597: unsigned long data; 598: };
図? Taskletにおける仕事のキュー
DECLARE_TASKLET(name, func) 有効な(count==0) の struct tasklet_struct を宣言する DECLARE_TASKLET_DISABLED(name, func) 無効な(count==1) の struct tasklet_struct を宣言する
void tasklet_init(struct tasklet_struct *t, void (*func)(unsigned long), unsigned long data); void tasklet_setup(struct tasklet_struct *t, void (*callback)(struct tasklet_struct *))その他に、生成消滅有効無効に関して次のような操作がある。
void tasklet_handler(unsigned long data) { ... }tasklet_setup() 等の場合、Tasklet のハンドラは、次のような関数である。 struct tasklet_struct * が渡される。 struct timer_listで示した例 や 後述する EXT4_I()と同様に、 container_of() で外側の構造体を取り出す。
void tasklet_handler(struct tasklet_struct *t) { ... }
void tasklet_schedule(struct tasklet_struct *t) Tasklet t を通常の優先度でスケジュールする void tasklet_hi_schedule(struct tasklet_struct *t) Tasklet t を高優先度でスケジュールするすると、それは「そのうちに」1度だけ実行される。
linux-5.15.12/drivers/net/wireless/ath/ath11k/ce.h 150: struct ath11k_ce_pipe { ... 160: struct tasklet_struct intr_tq; ... 165: }; linux-5.15.12/drivers/net/wireless/ath/ath11k/pci.c 780: static int ath11k_pci_config_irq(struct ath11k_base *ab) 781: { ... 806: tasklet_setup(&ce_pipe->intr_tq, ath11k_pci_ce_tasklet); 807: 808: ret = request_irq(irq, ath11k_pci_ce_interrupt_handler, 809: IRQF_SHARED, irq_name[irq_idx], 810: ce_pipe); ... 828: }
linux-5.15.12/drivers/net/wireless/ath/ath11k/pci.c 605: static irqreturn_t ath11k_pci_ce_interrupt_handler(int irq, void *arg) 606: { 607: struct ath11k_ce_pipe *ce_pipe = arg; 608: 609: /* last interrupt received for this CE */ 610: ce_pipe->timestamp = jiffies; 611: 612: ath11k_pci_ce_irq_disable(ce_pipe->ab, ce_pipe->pipe_num); 613: tasklet_schedule(&ce_pipe->intr_tq); 614: 615: return IRQ_HANDLED; 616: } 596: static void ath11k_pci_ce_tasklet(struct tasklet_struct *t) 597: { 598: struct ath11k_ce_pipe *ce_pipe = from_tasklet(ce_pipe, t, intr_tq); 599: 600: ath11k_ce_per_engine_service(ce_pipe->ab, ce_pipe->pipe_num); 601: 602: ath11k_pci_ce_irq_enable(ce_pipe->ab, ce_pipe->pipe_num); 603: } linux-5.15.12/include/linux/interrupt.h 614: #define from_tasklet(var, callback_tasklet, tasklet_fieldname) \ 615: container_of(callback_tasklet, typeof(*var), tasklet_fieldname)
図? Work Queueにおける仕事のキュー
キューにつながれる仕事は、Tasklet の仕事とほとんど同じで、関数へのポイ ンタ func と data からなる。処理の主体が、ワーカ・スレッドと呼ばれるカー ネル・レベルのスレッドである所が違う。
汎用の Work Queue デフォルトのワーカ・スレッドは、kworker/n (nはプロセッ サ番号) とよばれ、プロセッサごとに作られる。1つのスレッドで、様々な要 求元の仕事をこなす。下の例では、1つのプロセッサに5個のスレッドが 作られている。そのうち2つは、nice 値が -20 で高優先度。
$ ps alx|grep worker|wc
22 289 1881
$ ps alx|grep 'worker.*/0'
1 0 4779 2 20 0 0 0 worker S ? 0:00 [kworker/0:2]
1 0 5276 2 20 0 0 0 worker S ? 0:00 [kworker/0:1]
1 0 5479 2 20 0 0 0 worker S ? 0:00 [kworker/0:0]
5 0 12906 2 0 -20 0 0 worker S< ? 0:59 [kworker/0:1H]
5 0 30659 2 0 -20 0 0 worker S< ? 0:07 [kworker/0:0H]
0 1013 5803 5611 20 0 117076 1016 pipe_w S+ pts/2 0:00 grep --color=auto worker.*/0
$
汎用の Work Queue のワーカ・スレッドの他に、専用のワーカ・スレッドを作
ることもできる。
linux-5.15.12/include/linux/workqueue.h 21: typedef void (*work_func_t)(struct work_struct *work); 97: struct work_struct { 98: atomic_long_t data; 99: struct list_head entry; 100: work_func_t func; ... 104: };
struct work_struct my_work; ... INIT_WORK(&my_work,my_work_handler);
void my_work_handler(struct work_struct *work) { ... }
schedule_work(&work);この結果、INIT_WORK() で設定したハンドラがワーカ・スレッドにより「その うち」に呼び出される。
schedule_work() では、即座に実行される可能性もある。少し後に実行したい (間を取りたい)時には、次の関数を呼ぶ。
schedule_delayed_work(&work, ticks);ticks は、どのくらい間をとるか。単位は、 ticks (jiffiesの単位)。 多くのシステムで10ミリ秒-1ミリ秒で、設定によって異なる。
linux-5.15.12/arch/x86/include/asm/mc146818rtc.h 101: #define RTC_IRQ 8 linux-5.15.12/drivers/rtc/rtc-cmos.c 73: struct cmos_rtc { 74: struct rtc_device *rtc; 75: struct device *dev; 76: int irq; .... 92: }; 636: static struct cmos_rtc cmos_rtc; 693: static int INITSECTION 694: cmos_do_probe(struct device *dev, struct resource *ports, int rtc_irq) 695: { ... 785: cmos_rtc.rtc = devm_rtc_allocate_device(dev); ... 846: rtc_cmos_int_handler = cmos_interrupt; ... 848: retval = request_irq(rtc_irq, rtc_cmos_int_handler, 849: 0, dev_name(&cmos_rtc.rtc->dev), 850: cmos_rtc.rtc); ... 861: retval = devm_rtc_register_device(cmos_rtc.rtc); ... 894: } 638: static irqreturn_t cmos_interrupt(int irq, void *p) 639: { 640: u8 irqstat; ... 652: irqstat = CMOS_READ(RTC_INTR_FLAGS); ... 679: if (is_intr(irqstat)) { 680: rtc_update_irq(p, 1, irqstat); 681: return IRQ_HANDLED; 682: } else 683: return IRQ_NONE; 684: }以下、追加。
linux-5.15.12/include/linux/rtc.h 84: struct rtc_device { ... 109: struct work_struct irqwork; ... 162: }; linux-5.15.12/drivers/rtc/class.c 194: static struct rtc_device *rtc_allocate_device(void) 195: { 196: struct rtc_device *rtc; 197: 198: rtc = kzalloc(sizeof(*rtc), GFP_KERNEL); ... 224: INIT_WORK(&rtc->irqwork, rtc_timer_do_work); ... 236: return rtc; 237: } linux-5.15.12/drivers/rtc/interface.c 886: void rtc_timer_do_work(struct work_struct *work) ... 952: } 672: void rtc_update_irq(struct rtc_device *rtc, 673: unsigned long num, unsigned long events) 674: { ... 679: schedule_work(&rtc->irqwork); 680: }
解決策:
図? 層構造を用いたファイル・システムの実装
解決策
$ ls -l /usr/bin/perl{,5.10.1}
-rwxr-xr-x. 2 root root 13304 Mar 22 2017 /usr/bin/perl
-rwxr-xr-x. 2 root root 13304 Mar 22 2017 /usr/bin/perl5.10.1
$ ls -li /usr/bin/perl{,5.10.1}
1846686 -rwxr-xr-x. 2 root root 13304 Mar 22 2017 /usr/bin/perl
1846686 -rwxr-xr-x. 2 root root 13304 Mar 22 2017 /usr/bin/perl5.10.1
$
$ grep -v '#' /etc/fstab
UUID=9cfbc67e-781c-48d1-8303-1dde8ce87ee9 / ext4 defaults 1 1
UUID=bab1faf1-5f5b-4a2a-b24f-e850a2b0b82d /boot ext4 defaults 1 2
UUID=a1f61ff2-2c99-4c54-8c3e-2178eed3ec10 swap swap defaults 0 0
tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0
devpts /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
proc /proc proc defaults 0 0
pentas-fs:/vol0/home /home nfs rw,hard,bg,nfsvers=3,intr 0 0
pentas-fs:/vol0/web /var/www nfs rw,hard,bg,nfsvers=3,intr 0 0
pentas-fs:/vol0/local3 /usr/local3 nfs rw,hard,bg,nfsvers=3,intr 0 0
$ df /
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/sda3 49071944 6721604 39857568 15% /
$ blkid /dev/sda3
/dev/sda3: UUID="9cfbc67e-781c-48d1-8303-1dde8ce87ee9" TYPE="ext4"
$ ls -l /dev/sda3
brw-rw----. 1 root disk 8, 3 Feb 2 10:50 /dev/sda3
$ lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 50G 0 disk
|-sda1 8:1 0 512M 0 part /boot
|-sda2 8:2 0 2G 0 part [SWAP]
`-sda3 8:3 0 47.6G 0 part /
sr0 11:0 1 1024M 0 rom
$ ls -l /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Feb 2 10:50 /dev/sda
$
$ grep cd /etc/auto.misc
cd -fstype=iso9660,ro,nosuid,nodev :/dev/cdrom
$
STAT(2) Linux Programmer's Manual STAT(2) ... int stat(const char *path, struct stat *buf); ... struct stat { dev_t st_dev; /* ID of device containing file */ ino_t st_ino; /* inode number */ mode_t st_mode; /* protection */ nlink_t st_nlink; /* number of hard links */ uid_t st_uid; /* user ID of owner */ gid_t st_gid; /* group ID of owner */ dev_t st_rdev; /* device ID (if special file) */ off_t st_size; /* total size, in bytes */ blksize_t st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */ blkcnt_t st_blocks; /* number of blocks allocated */ time_t st_atime; /* time of last access */ time_t st_mtime; /* time of last modification */ time_t st_ctime; /* time of last status change */ };stat コマンドを使うと stat システム・コールで返される値に近いものが表示 される。
$ stat .bashrc
File: `.bashrc'
Size: 240 Blocks: 16 IO Block: 65536 regular file
Device: 14h/20d Inode: 50700660 Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 1013/ yas) Gid: ( 510/ prof)
Access: 2019-01-27 15:29:58.000000000 +0900
Modify: 2018-06-08 10:46:57.004451000 +0900
Change: 2018-06-08 10:46:57.004451000 +0900
$
図? スーパーブロック、inode、dentry、file
int fd1 = open("file1",O_RDONLY); int fd2 = open("file1",O_RDONLY);ファイル名 "file1" で表現されるファイルの inode 構造体は、1 個でも、 file 構造体は、2 個割り当てられる。
ディスク上には対応するデータ構造は存在しない。
linux-5.15.12/include/linux/fs.h 965: struct file { ... 970: struct path f_path; 971: struct inode *f_inode; /* cached value */ 972: const struct file_operations *f_op; ... 980: atomic_long_t f_count; 981: unsigned int f_flags; 982: fmode_t f_mode; ... 984: loff_t f_pos; ... 994: void *private_data; ... 1000: struct address_space *f_mapping; ... 1003: } __randomize_layout 1004: __attribute__((aligned(4))); /* lest something weird decides that 2 is OK */ linux-5.15.12/include/linux/path.h 8: struct path { 9: struct vfsmount *mnt; 10: struct dentry *dentry; 11: } __randomize_layout;
図? 方法1
図? 方法2
図? 方法3
struct fileの操作は、たとえば次のような形で行われる。 第1引数は、struct file *。
struct file *file; file->f_op->read(file, buf, count, pos);f_op には、次のような手続きがある。各ファイルシステム (ext4,nfs,tmpfs,...) ごとに、手続きの実体は異なるが、インタフェースは同じ。
linux-5.15.12/include/linux/fs.h 2071: struct file_operations { 2072: struct module *owner; 2073: loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); 2074: ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); 2075: ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); 2076: ssize_t (*read_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *); 2077: ssize_t (*write_iter) (struct kiocb *, struct iov_iter *); 2078: int (*iopoll)(struct kiocb *kiocb, bool spin); 2079: int (*iterate) (struct file *, struct dir_context *); 2080: int (*iterate_shared) (struct file *, struct dir_context *); 2081: __poll_t (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); 2082: long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); 2083: long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); 2084: int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *); 2085: unsigned long mmap_supported_flags; 2086: int (*open) (struct inode *, struct file *); 2087: int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id); 2088: int (*release) (struct inode *, struct file *); 2089: int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int datasync); 2090: int (*fasync) (int, struct file *, int); 2091: int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *); 2092: ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int); 2093: unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long); 2094: int (*check_flags)(int); 2095: int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *); 2096: ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int); 2097: ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int); 2098: int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **, void **); 2099: long (*fallocate)(struct file *file, int mode, loff_t offset, 2100: loff_t len); 2101: void (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct file *f); 2102: #ifndef CONFIG_MMU 2103: unsigned (*mmap_capabilities)(struct file *); 2104: #endif 2105: ssize_t (*copy_file_range)(struct file *, loff_t, struct file *, 2106: loff_t, size_t, unsigned int); 2107: loff_t (*remap_file_range)(struct file *file_in, loff_t pos_in, 2108: struct file *file_out, loff_t pos_out, 2109: loff_t len, unsigned int remap_flags); 2110: int (*fadvise)(struct file *, loff_t, loff_t, int); 2111: } __randomize_layout;主な手続きの意味
linux-5.15.12/include/linux/dcache.h 91: struct dentry { ... 96: struct dentry *d_parent; /* parent directory */ 97: struct qstr d_name; 98: struct inode *d_inode; /* Where the name belongs to - NULL is 99: * negative */ 100: unsigned char d_iname[DNAME_INLINE_LEN]; /* small names */ 101: 102: /* Ref lookup also touches following */ 103: struct lockref d_lockref; /* per-dentry lock and refcount */ 104: const struct dentry_operations *d_op; 105: struct super_block *d_sb; /* The root of the dentry tree */ ... 107: void *d_fsdata; /* fs-specific data */ ... 113: struct list_head d_child; /* child of parent list */ 114: struct list_head d_subdirs; /* our children */ ... 123: } __randomize_layout; 290: static inline unsigned d_count(const struct dentry *dentry) 291: { 292: return dentry->d_lockref.count; 293: } 34: #define HASH_LEN_DECLARE u32 hash; u32 len 48: struct qstr { 49: union { 50: struct { 51: HASH_LEN_DECLARE; 52: }; 53: u64 hash_len; 54: }; 55: const unsigned char *name; 56: }; 85: # define DNAME_INLINE_LEN 40 /* 128 bytes */
linux-5.15.12/include/linux/fs.h 623: struct inode { 624: umode_t i_mode; 625: unsigned short i_opflags; 626: kuid_t i_uid; 627: kgid_t i_gid; ... 635: const struct inode_operations *i_op; 636: struct super_block *i_sb; ... 644: unsigned long i_ino; ... 656: dev_t i_rdev; 657: loff_t i_size; 658: struct timespec64 i_atime; 659: struct timespec64 i_mtime; 660: struct timespec64 i_ctime; 661: spinlock_t i_lock; /* i_blocks, i_bytes, maybe i_size */ 662: unsigned short i_bytes; 663: u8 i_blkbits; 664: u8 i_write_hint; 665: blkcnt_t i_blocks; ... 678: struct hlist_node i_hash; ... 692: struct hlist_head i_dentry; ... 697: atomic_t i_count; ... 732: void *i_private; /* fs or device private pointer */ 733: } __randomize_layout;
struct inode *inode; ... inode->i_op->create(inode, name, mode, true);i_op には、次のような手続きがある。各ファイルシステム (ext4,nfs,tmpfs,...) ごとに、手続きの実体は異なるが、インタフェースは同じ。
2113: struct inode_operations { 2114: struct dentry * (*lookup) (struct inode *,struct dentry *, unsigned int); 2115: const char * (*get_link) (struct dentry *, struct inode *, struct delayed_call *); 2116: int (*permission) (struct user_namespace *, struct inode *, int); 2117: struct posix_acl * (*get_acl)(struct inode *, int, bool); 2118: 2119: int (*readlink) (struct dentry *, char __user *,int); 2120: 2121: int (*create) (struct user_namespace *, struct inode *,struct dentry *, 2122: umode_t, bool); 2123: int (*link) (struct dentry *,struct inode *,struct dentry *); 2124: int (*unlink) (struct inode *,struct dentry *); 2125: int (*symlink) (struct user_namespace *, struct inode *,struct dentry *, 2126: const char *); 2127: int (*mkdir) (struct user_namespace *, struct inode *,struct dentry *, 2128: umode_t); 2129: int (*rmdir) (struct inode *,struct dentry *); 2130: int (*mknod) (struct user_namespace *, struct inode *,struct dentry *, 2131: umode_t,dev_t); 2132: int (*rename) (struct user_namespace *, struct inode *, struct dentry *, 2133: struct inode *, struct dentry *, unsigned int); 2134: int (*setattr) (struct user_namespace *, struct dentry *, 2135: struct iattr *); 2136: int (*getattr) (struct user_namespace *, const struct path *, 2137: struct kstat *, u32, unsigned int); 2138: ssize_t (*listxattr) (struct dentry *, char *, size_t); 2139: int (*fiemap)(struct inode *, struct fiemap_extent_info *, u64 start, 2140: u64 len); 2141: int (*update_time)(struct inode *, struct timespec64 *, int); 2142: int (*atomic_open)(struct inode *, struct dentry *, 2143: struct file *, unsigned open_flag, 2144: umode_t create_mode); 2145: int (*tmpfile) (struct user_namespace *, struct inode *, 2146: struct dentry *, umode_t); 2147: int (*set_acl)(struct user_namespace *, struct inode *, 2148: struct posix_acl *, int); 2149: int (*fileattr_set)(struct user_namespace *mnt_userns, 2150: struct dentry *dentry, struct fileattr *fa); 2151: int (*fileattr_get)(struct dentry *dentry, struct fileattr *fa); 2152: } ____cacheline_aligned;
linux-5.15.12/include/linux/fs.h 1465: struct super_block { ... 1470: loff_t s_maxbytes; /* Max file size */ ... 1472: const struct super_operations *s_op; ... 1479: struct dentry *s_root; ... 1514: void *s_fs_info; /* Filesystem private info */ ... 1584: struct list_lru s_dentry_lru; 1585: struct list_lru s_inode_lru; ... 1598: struct list_head s_inodes; /* all inodes */ 1602: } __randomize_layout;
p->files->fdt->fd[fd]
の struct file を表
す。開いているファイルの数が小さい時は、
p->files->fd_array[fd]
と同じ。
多くのファイルを開くプロセスでは、
p->files->fd_array[NR_OPEN_DEFAULT]
で足りなくなった時は、
expand_files(), expand_fdtable() で拡張する。
これらの関数では、kmalloc() 等でメモリを割り当てる。
linux-5.15.12/include/linux/sched.h 723: struct task_struct { ... 1070: struct files_struct *files; ... 1506: }; linux-5.15.12/include/linux/fdtable.h 24: #define NR_OPEN_DEFAULT BITS_PER_LONG 49: struct files_struct { ... 57: struct fdtable __rcu *fdt; 58: struct fdtable fdtab; ... 67: struct file __rcu * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT]; 68: }; 27: struct fdtable { ... 29: struct file __rcu **fd; /* current fd array */ ... 34: }; linux-5.15.12/include/asm-generic/bitsperlong.h 8: #ifdef CONFIG_64BIT 9: #define BITS_PER_LONG 64 10: #else 11: #define BITS_PER_LONG 32 12: #endif /* CONFIG_64BIT */
図? task_struct、ファイル記述子、file構造体、その他
linux-5.15.12/fs/read_write.c 631: SYSCALL_DEFINE3(read, unsigned int, fd, char __user *, buf, size_t, count) 632: { 633: return ksys_read(fd, buf, count); 634: } 612: ssize_t ksys_read(unsigned int fd, char __user *buf, size_t count) 613: { 614: struct fd f = fdget_pos(fd); 615: ssize_t ret = -EBADF; 616: 617: if (f.file) { 618: loff_t pos, *ppos = file_ppos(f.file); 619: if (ppos) { 620: pos = *ppos; 621: ppos = &pos; 622: } 623: ret = vfs_read(f.file, buf, count, ppos); 624: if (ret >= 0 && ppos) 625: f.file->f_pos = pos; 626: fdput_pos(f); 627: } 628: return ret; 629: } linux-5.15.12/include/linux/file.h 36: struct fd { 37: struct file *file; 38: unsigned int flags; 39: };
465: ssize_t vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) 466: { 467: ssize_t ret; 468: 469: if (!(file->f_mode & FMODE_READ)) 470: return -EBADF; 471: if (!(file->f_mode & FMODE_CAN_READ)) 472: return -EINVAL; 473: if (unlikely(!access_ok(buf, count))) 474: return -EFAULT; 475: 476: ret = rw_verify_area(READ, file, pos, count); 477: if (ret) 478: return ret; 479: if (count > MAX_RW_COUNT) 480: count = MAX_RW_COUNT; 481: 482: if (file->f_op->read) 483: ret = file->f_op->read(file, buf, count, pos); 484: else if (file->f_op->read_iter) 485: ret = new_sync_read(file, buf, count, pos); 486: else 487: ret = -EINVAL; 488: if (ret > 0) { 489: fsnotify_access(file); 490: add_rchar(current, ret); 491: } 492: inc_syscr(current); 493: return ret; 494: } 393: static ssize_t new_sync_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos) 394: { 395: struct iovec iov = { .iov_base = buf, .iov_len = len }; ... 401: kiocb.ki_pos = (ppos ? *ppos : 0); 402: iov_iter_init(&iter, READ, &iov, 1, len); 403: 404: ret = call_read_iter(filp, &kiocb, &iter); ... 406: if (ppos) 407: *ppos = kiocb.ki_pos; 408: return ret; 409: } linux-5.15.12/include/linux/fs.h 2154: static inline ssize_t call_read_iter(struct file *file, struct kiocb *kio, 2155: struct iov_iter *iter) 2156: { 2157: return file->f_op->read_iter(kio, iter); 2158: }vfs_read() は、次のように最終的には file->f_op->read() か file->f_op->read_iter() を呼び出す。
linux-5.15.12/fs/ext4/file.c 914: const struct file_operations ext4_file_operations = { 915: .llseek = ext4_llseek, 916: .read_iter = ext4_file_read_iter, 917: .write_iter = ext4_file_write_iter, 918: .iopoll = iomap_dio_iopoll, 919: .unlocked_ioctl = ext4_ioctl, 920: #ifdef CONFIG_COMPAT 921: .compat_ioctl = ext4_compat_ioctl, 922: #endif 923: .mmap = ext4_file_mmap, 924: .mmap_supported_flags = MAP_SYNC, 925: .open = ext4_file_open, 926: .release = ext4_release_file, 927: .fsync = ext4_sync_file, 928: .get_unmapped_area = thp_get_unmapped_area, 929: .splice_read = generic_file_splice_read, 930: .splice_write = iter_file_splice_write, 931: .fallocate = ext4_fallocate, 932: }; 934: const struct inode_operations ext4_file_inode_operations = { 935: .setattr = ext4_setattr, 936: .getattr = ext4_file_getattr, ... 943: }; linux-5.15.12/fs/ext4/super.c 1630: static const struct super_operations ext4_sops = { 1631: .alloc_inode = ext4_alloc_inode, ... 1650: };
linux-5.15.12/fs/ext4/ext4.h 1009: struct ext4_inode_info { ... 1096: struct inode vfs_inode; ... 1171: }; 1760: static inline struct ext4_inode_info *EXT4_I(struct inode *inode) 1761: { 1762: return container_of(inode, struct ext4_inode_info, vfs_inode); 1763: } linux-5.15.12/include/linux/kernel.h 493: #define container_of(ptr, type, member) ({ \ 494: void *__mptr = (void *)(ptr); \ ... 498: ((type *)(__mptr - offsetof(type, member))); })
図? Ext4 ファイルシステムで使う構造体 ext4_inode_info での struct inode の保持
linux-5.15.12/fs/ext4/file.c 113: static ssize_t ext4_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to) 114: { ... 130: return generic_file_read_iter(iocb, to); 131: }
linux-5.15.12/mm/filemap.c 2726: ssize_t 2727: generic_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter) 2728: { ... 2778: return filemap_read(iocb, iter, retval); 2779: }
linux-5.15.12/include/linux/pagevec.h 15: #define PAGEVEC_SIZE 15 ... 20: struct pagevec { 21: unsigned char nr; 22: bool percpu_pvec_drained; 23: struct page *pages[PAGEVEC_SIZE]; 24: }; linux-5.15.12/mm/filemap.c 2596: ssize_t filemap_read(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, 2597: ssize_t already_read) 2598: { 2599: struct file *filp = iocb->ki_filp; 2600: struct file_ra_state *ra = &filp->f_ra; 2601: struct address_space *mapping = filp->f_mapping; 2602: struct inode *inode = mapping->host; 2603: struct pagevec pvec; 2604: int i, error = 0; 2605: bool writably_mapped; 2606: loff_t isize, end_offset; ... 2614: pagevec_init(&pvec); 2615: 2616: do { ... 2627: error = filemap_get_pages(iocb, iter, &pvec); ... 2658: for (i = 0; i < pagevec_count(&pvec); i++) { 2659: struct page *page = pvec.pages[i]; ... 2682: copied = copy_page_to_iter(page, offset, bytes, iter); ... 2683: 2684: already_read += copied; 2685: iocb->ki_pos += copied; 2686: ra->prev_pos = iocb->ki_pos; ... 2692: } ... 2696: pagevec_reinit(&pvec); 2697: } while (iov_iter_count(iter) && iocb->ki_pos < isize && !error); ... 2701: return already_read ? already_read : error; 2702: }
linux-5.15.12/fs/namei.c 3929: SYSCALL_DEFINE2(mkdir, const char __user *, pathname, umode_t, mode) 3930: { 3931: return do_mkdirat(AT_FDCWD, getname(pathname), mode); 3932: } 3892: int do_mkdirat(int dfd, struct filename *name, umode_t mode) 3893: { 3894: struct dentry *dentry; 3895: struct path path; 3896: int error; 3897: unsigned int lookup_flags = LOOKUP_DIRECTORY; 3898: 3899: retry: 3900: dentry = filename_create(dfd, name, &path, lookup_flags); ... 3911: error = vfs_mkdir(mnt_userns, path.dentry->d_inode, dentry, 3912: mode); ... 3921: return error; 3922: }
linux-5.15.12/fs/namei.c 3865: int vfs_mkdir(struct user_namespace *mnt_userns, struct inode *dir, 3866: struct dentry *dentry, umode_t mode) 3867: { ... 3874: if (!dir->i_op->mkdir) 3875: return -EPERM; ... 3885: error = dir->i_op->mkdir(mnt_userns, dir, dentry, mode); ... 3888: return error; 3889: }
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void f(int arg1, int arg2) { 省略; }これを実現するために、どのような Tasklet のハンドラと初期化コードを書け ばよいか。以下の空欄を埋めなさい。
static struct tasklet_struct tl1; void tasklet_handler(unsigned long data) { /* Tasklet ハンドラ */ int arg1, arg2; arg1 = 省略; arg2 = 省略; /*空欄(a)*/ } 初期化 { /*空欄(b)*/(&tl1, /*空欄(c)*/); }次のコードは、割り込みの前半部分(ハードウェアの割り込み)の一部である。 上で定義した定義した Tasklet のハンドラを呼ぶように、空欄を埋めなさい。
irqreturn_t irq_handler(int irq, void *dev) { /*空欄(d)*/ return IRQ_HANDLED; }