Linux kernel abstract resource management 解釋

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-EBUSY : 0;　　} 　　對上述函數的NOTE如下：　　①資源鎖resource_lock對所有資源樹進行讀防寫保護，任何程式碼片段在訪問某一顆資源樹之前都必須先持有該鎖。其定義如下（kernel/Resource.c）： 　　static rwlock_t resource_lock = RW_LOCK_UNLOCKED; 　　②可以看出，函數實際上是通過調用內部靜態函數__request_resource()來完成實際的資源分派工作。如果該函數返回非null 指標，則表示有資源衝突；否則，返回NULL就表示分配成功。　　③最後，如果conflict指標為NULL，則request_resource()函數返回傳回值0，表示成功；否則返回－EBUSY表示想要分配的資源已被佔用。　　函數__request_resource()完成實際的資源分派工作。如果參數new所描述的資源中的一部分或全部已經被其它節點所佔用，則函數返回與new相衝突的resource結構的指標。否則就返回NULL。該函數的原始碼如下 （kernel/Resource.c）：/* Return the conflict entry if you can't request it */static struct resource * __request_resource　　(struct resource *root, struct resource *new){         unsigned long start = new->start;         unsigned long end = new->end;         struct resource *tmp, **p;          if (end < start)                 return root;         if (start < root->start)                 return root;         if (end > root->end)                 return root;         p = &root->child;         for (;;) {                 tmp = *p;                 if (!tmp || tmp->start > end) {                          new->sibling = tmp;                          *p = new;                          new->parent = root;                          return NULL;                 }                 p = &tmp->sibling;                 if (tmp->end < start)                          continue;                 return tmp;         }} 　　對函數的NOTE：　　①前三個if語句判斷new所描述的資源範圍是否被包含在root內，以及是否是一段有效資源（因為end必須大於start）。否則就返回root指標，表示與根結點相衝突。　　②接下來用一個for迴圈遍曆根節點root的child鏈表，以便檢查是否有資源衝突，並將new插入到child鏈表中的合適位置（child鏈表是以I/O資源物理地址從低到高的順序排列的）。為此，它用tmp指標指向當前正被掃描的resource結構，用指標p指向前一個resource結構的sibling指標成員變數，p的初始值為指向root－>sibling。For迴圈體的執行步驟如下：　　l 讓tmp指向當前正被掃描的resource結構（tmp＝*p）。　　l 判斷tmp指標是否為空白（tmp指標為空白說明已經遍曆完整個child鏈表），或者當前被掃描節點的起始位置start是否比new的結束位置end還要大。只要這兩個條件之一成立的話，就說明沒有資源衝突，於是就可以把new鏈入child鏈表中：①設定new的sibling指標指向當前正被掃描的節點tmp（new->sibling=tmp）；②當前節點tmp的前一個兄弟節點的sibling指標被修改為指向new這個節點（*p=new）；③將new的parent指標設定為指向root。然後函數就可以返回了（傳回值NULL表示沒有資源衝突）。　　l 如果上述兩個條件都不成立，這說明當前被掃描節點的資源網域有可能與new相衝突（實際上就是兩個閉區間有交集），因此需要進一步判斷。為此它首先修改指標p，讓它指向tmp->sibling，以便於繼續掃描child鏈表。然後，判斷tmp->end是否小於new->start，如果小於，則說明當前節點tmp和new沒有資源衝突，因此執行continue語句，繼續向下掃描child鏈表。否則，如果tmp->end大於或等於new->start，則說明tmp->[start,end]和new->[start,end]之間有交集。所以返回當前節點的指標tmp，表示發生資源衝突。　　3．2．2 資源的釋放　　函數release_resource()用於實現I/O資源的釋放。該函數只有一個參數——即指標old，它指向所要釋放的資源。起原始碼如下： int release_resource(struct resource *old){         int retval;          write_lock(&resource_lock);         retval = __release_resource(old);         write_unlock(&resource_lock);         return retval;} 　　可以看出，它實際上通過調用__release_resource()這個內部靜態函數來完成實際的資源釋放工作。函數__release_resource()的主要任務就是將資來源區域old（如果已經存在的話）從其父資源的child鏈表重摘除，它的原始碼如下： static int __release_resource(struct resource *old){         struct resource *tmp, **p;          p = &old->parent->child;         for (;;) {                 tmp = *p;                 if (!tmp)                          break;                 if (tmp == old) {                          *p = tmp->sibling;                          old->parent = NULL;                          return 0;                 }                 p = &tmp->sibling;         }         return -EINVAL;} 　　對上述函數代碼的NOTE如下：　　同函數__request_resource()相類似，該函數也是通過一個for迴圈來遍曆父資源的child鏈表。為此，它讓tmp指標指向當前被掃描的資源，而指標p則指向當前節點的前一個節點的sibling成員（p的初始值為指向父資源的child指標）。迴圈體的步驟如下：　　①首先，讓tmp指標指向當前被掃描的節點（tmp＝*p）。　　②如果tmp指標為空白，說明已經遍曆完整個child鏈表，因此執行break語句推出for迴圈。由於在遍曆過程中沒有在child鏈表中找到參數old所指定的資源節點，因此最後返回錯誤值－EINVAL，表示參數old是一個無效的值。　　③接下來，判斷當前被掃描節點是否就是參數old所指定的資源節點。如果是，那就將old從child鏈表中去除，也即讓當前結點tmp的前一個兄弟節點的sibling指標指向tmp的下一個節點，然後將old－>parent指標設定為NULL。最後返回0值表示執行成功。　　④如果當前被掃描節點不是資源old，那就繼續掃描child鏈表中的下一個元素。因此將指標p指向tmp－>sibling成員。　　3．2．3 檢查資源是否已被佔用，　　函數check_resource()用於實現檢查某一段I/O資源是否已被佔用。其原始碼如下： int check_resource(struct resource *root, unsigned long start, unsigned long len){         struct resource *conflict, tmp;          tmp.start = start;         tmp.end = start + len - 1;         write_lock(&resource_lock);         conflict = __request_resource(root, &tmp);         if (!conflict)                 __release_resource(&tmp);         write_unlock(&resource_lock);         return conflict ? -EBUSY : 0;} 　　對該函數的NOTE如下：　　①構造一個臨時資源tmp，表示所要檢查的資源[start,start+end-1]。　　②調用__request_resource()函數在根節點root申請tmp所表示的資源。如果tmp所描述的資源還被人使用，則該函數返回NULL，否則返回非null 指標。因此接下來在conflict為NULL的情況下，調用__release_resource()將剛剛申請的資源釋放掉。　　③最後根據conflict是否為NULL，返回－EBUSY或0值。　　3．2．4 尋找可用資源　　函數find_resource()用於在一顆資源樹中尋找未被使用的、且滿足給定條件的（也即資源長度大小為size，且在[min,max]區間內）的資源。其函數原始碼如下： /* * Find empty slot in the resource tree given range and alignment. */static int find_resource(struct resource *root, struct resource *new,                   unsigned long size,                   unsigned long min, unsigned long max,                   unsigned long align,                   void (*alignf)(void *, struct resource *, unsigned long),                   void *alignf_data){         struct resource *this = root->child;          new->start = root->start;         for(;;) {                 if (this)                          new->end = this->start;                 else                          new->end = root->end;                 if (new->start < min)                          new->start = min;                 if (new->end > max)                          new->end = max;                 new->start = (new->start + align - 1) & ~(align - 1);                 if (alignf)                          alignf(alignf_data, new, size);                 if (new->start < new->end && new->end - new->start + 1 >= size)                   {                          new->end = new->start + size - 1;                          return 0;                 }                 if (!this)                          break;                 new->start = this->end + 1;                 this = this->sibling;         }         return -EBUSY;} 　　對該函數的NOTE如下：　　同樣，該函數也要遍曆root的child鏈表，以尋找未被使用的資源空洞。為此，它讓this指標表示當前正被掃描的子資源節點，其初始值等於root->child，即指向child鏈表中的第一個節點，並讓new->start的初始值等於root->start，然後用一個for迴圈開始掃描child鏈表，對於每一個被掃描的節點，迴圈體執行如下操作：　　①首先，判斷this指標是否為NULL。如果不為空白，就讓new->end等於this->start，也即讓資源new表示當前資源節點this前面那一段未使用的資源區間。　　②如果this指標為空白，那就讓new->end等於root->end。這有兩層意思：第一種情況就是根結點的child指標為NULL（即根節點沒有任何子資源）。因此此時先暫時將new->end放到最大。第二種情況就是已經遍曆完整個child鏈表，所以此時就讓new表示最後一個子資源後面那一段未使用的資源區間。　　③根據參數min和max修正new->[start,end]的值，以使資源new被包含在[min,max]地區內。　　④接下來進行對齊操作。　　⑤然後，判斷經過上述這些步驟所形成的資來源區域new是否是一段有效資源（end必須大於或等於start），而且資來源區域的長度滿足size參數的要求（end－start＋1>=size）。如果這兩個條件均滿足，則說明我們已經找到了一段滿足條件的資源空洞。因此在對new->end的值進行修正後，然後就可以返回了（傳回值0表示成功）。　　⑥如果上述兩條件不能同時滿足，則說明還沒有找到，因此要繼續掃描鏈表。在繼續掃描之前，我們還是要判斷一下this指標是否為空白。如果為空白，說明已經掃描完整個child鏈表，因此就可以推出for迴圈了。否則就將new->start的值修改為this->end+1，並讓this指向下一個兄弟資源節點，從而繼續掃描鏈表中的下一個子資源節點。　　3．2．5 分配介面allocate_resource()　　在find_resource()函數的基礎上，函數allocate_resource()實現：在一顆資源樹中分配一條指定大小的、且包含在指定地區[min,max]中的、未使用資來源區域。其原始碼如下： /* * Allocate empty slot in the resource tree given range and alignment. */int allocate_resource(struct resource *root, struct resource *new,                       unsigned long size,                       unsigned long min, unsigned long max,                       unsigned long align,                       void (*alignf)(void *, struct resource *, unsigned long),                       void *alignf_data){    int err;     write_lock(&resource_lock);    err = find_resource(root, new, size, min, max, align, alignf, alignf_data);    if (err >= 0 && __request_resource(root, new))         err = -EBUSY;    write_unlock(&resource_lock);    return err;} 　　3．2．6 擷取資源的名稱列表　　函數get_resource_list()用於擷取根節點root的子資源名字列表。該函數主要用來支援/proc/檔案系統（比如實現proc/ioports檔案和/proc/iomem檔案）。其原始碼如下： int get_resource_list(struct resource *root, char *buf, int size){         char *fmt;         int retval;          fmt = "        %08lx-%08lx : %s";         if (root->end < 0x10000)                 fmt = "        %04lx-%04lx : %s";         read_lock(&resource_lock);         retval = do_resource_list(root->child, fmt, 8, buf, buf + size) - buf;         read_unlock(&resource_lock);         return retval;} 　　可以看出，該函數主要通過調用內部靜態函數do_resource_list()來實現其功能，其原始碼如下： /* * This generates reports for /proc/ioports and /proc/iomem */static char * do_resource_list(struct resource *entry, const char *fmt, 　　int offset, char *buf, char *end){         if (offset < 0)                 offset = 0;          while (entry) {                 const char *name = entry->name;                 unsigned long from, to;                  if ((int) (end-buf) < 80)                          return buf;                  from = entry->start;                 to = entry->end;                 if (!name)                          name = "";                  buf += sprintf(buf, fmt + offset, from, to, name);                 if (entry->child)                    buf = do_resource_list(entry->child, fmt, offset-2, buf, end);                 entry = entry->sibling;         }          return buf;} 　　函數do_resource_list()主要通過一個while{}迴圈以及遞迴嵌套調用來實現，較為簡單，這裡就不在詳細解釋了。