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<html xmlns:cf="http://docbook.sourceforge.net/xmlns/chunkfast/1.0"><head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312"><title>6.6. 在一個設備文件上的存取控制-Linux設備驅動第三版（中文版）- - </title><meta name="description" content="驅動開發- - " /><meta name="keywords" content="Linux設備驅動,中文版,第三版,ldd,linux device driver,驅動開發,電子版,程序設計,軟件開發, " /><meta name="author" content=" www.21cstar.com QQ:610061171" /> <meta name="verify-v1" content="5asbXwkS/Vv5OdJbK3Ix0X8osxBUX9hutPyUxoubhes=" /><link rel="stylesheet" href="docbook.css" type="text/css"><meta name="generator" content="DocBook XSL Stylesheets V1.69.0"><link rel="start" href="index.html" title="Linux 設備驅動 Edition 3"><link rel="up" href="ch06.html" title="第 6 章 高級字符驅動操作"><link rel="prev" href="ch06s05.html" title="6.5. 移位一個設備"><link rel="next" href="ch06s07.html" title="6.7. 快速參考"></head><body bgcolor="white" text="black" link="#0000FF" vlink="#840084" alink="#0000FF"><div class="navheader"><table width="100%" summary="Navigation header"><tr><th colspan="3" align="center">6.6. 在一個設備文件上的存取控制</th></tr><tr><td width="20%" align="left"><a accesskey="p" href="ch06s05.html">上一頁</a> </td><th width="60%" align="center">第 6 章 高級字符驅動操作</th><td width="20%" align="right"> <a accesskey="n" href="ch06s07.html">下一頁</a></td></tr></table><hr></div><div class="sect1" lang="zh-cn"><div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both"><a name="AccessControlonaDeviceFile.sect1"></a>6.6. 在一個設備文件上的存取控制</h2></div></div></div><p>提供存取控制對于一個設備節點來說有時是至關重要的. 不僅是非授權用戶不能使用設備(由文件系統許可位所強加的限制), 而且有時只有授權用戶才應當被允許來打開設備一次.</p><p>這個問題類似于使用 ttys 的問題. 在那個情況下, login 進程改變設備節點的所有權, 無論何時一個用戶登錄到系統, 為了阻止其他的用戶打擾或者偷聽這個 tty 的數據流. 但是, 僅僅為了保證對它的唯一讀寫而使用一個特權程序在每次打開它時改變一個設備的擁有權是不實際的. </p><p>迄今所顯示的代碼沒有實現任何的存取控制, 除了文件系統許可位. 如果系統調用 open 將請求遞交給驅動, open 就成功了. 我們現在介紹幾個新技術來實現一些額外的檢查.</p><p>每個在本節中展示的設備有和空的 scull 設備有相同的行為(即, 它實現一個持久的內存區)但是在存取控制方面和 scull 不同, 這個實現在 open 和 release 操作中.</p><div class="sect2" lang="zh-cn"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="SingleOpenDevices.sect2"></a>6.6.1. 單 open 設備</h3></div></div></div><p>提供存取控制的強力方式是只允許一個設備一次被一個進程打開(單次打開). 這個技術最好是避免因為它限制了用戶的靈活性. 一個用戶可能想運行不同的進程在一個設備上, 一個讀狀態信息而另一個寫數據. 在某些情況下, 用戶通過一個外殼腳本運行幾個簡單的程序可做很多事情, 只要它們可并發存取設備. 換句話說, 實現一個單 open 行為實際是在創建策略, 這樣可能會介入你的用戶要做的范圍.</p><p>只允許單個進程打開設備有不期望的特性, 但是它也是一個設備驅動最簡單實現的存取控制, 因此它在這里被展示. 這個源碼是從一個稱為 scullsingle 的設備中提取的.</p><p>scullsingle 設備維護一個 atiomic_t 變量, 稱為 scull_s_available; 這個變量被初始化為值 1, 表示設備確實可用. open 調用遞減并測試 scull_s_available 并拒絕存取如果其他人已經使設備打開.</p><pre class="programlisting">static atomic_t scull_s_available = ATOMIC_INIT(1);static int scull_s_open(struct inode *inode, struct file *filp){ struct scull_dev *dev = &scull_s_device; /* device information */ if (! atomic_dec_and_test (&scull_s_available)) { atomic_inc(&scull_s_available); return -EBUSY; /* already open */ } /* then, everything else is copied from the bare scull device */ if ( (filp->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) scull_trim(dev); filp->private_data = dev; return 0; /* success */}</pre><p>release 調用, 另一方面, 標識設備為不再忙:</p><pre class="programlisting">static int scull_s_release(struct inode *inode, struct file *filp){ atomic_inc(&scull_s_available); /* release the device */ return 0;}</pre><p>正常地, 我們建議你將 open 標志 scul_s_available 放在設備結構中( scull_dev 這里), 因為, 從概念上, 它屬于這個設備. scull 驅動, 但是, 使用獨立的變量來保持這個標志, 因此它可使用和空 scull 設備同樣的設備結構和方法, 并且最少的代碼復制.</p></div><div class="sect2" lang="zh-cn"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="RestrictingAccesstoaSingleUserataTime.sect2"></a>6.6.2. 一次對一個用戶限制存取</h3></div></div></div><p>單打開設備之外的下一步是使一個用戶在多個進程中打開一個設備, 但是一次只允許一個用戶打開設備. 這個解決方案使得容易測試設備, 因為用戶一次可從幾個進程讀寫, 但是假定這個用戶負責維護在多次存取中的數據完整性. 這通過在 open 方法中添加檢查來實現; 這樣的檢查在通常的許可檢查后進行, 并且只能使存取更加嚴格, 比由擁有者和組許可位所指定的限制. 這是和 ttys 所用的存取策略是相同的, 但是它不依賴于外部的特權程序.</p><p>這些存取策略實現地有些比單打開策略要奇怪. 在這個情況下, 需要 2 項: 一個打開計數和設備擁有者 uid. 再一次, 給這個項的最好的地方是在設備結構中; 我們的例子使用全局變量代替, 是因為之前為 scullsingle 所解釋的的原因. 這個設備的名子是 sculluid.</p><p>open 調用在第一次打開時同意了存取但是記住了設備擁有者. 這意味著一個用戶可打開設備多次, 因此允許協調多個進程對設備并發操作. 同時, 沒有其他用戶可打開它, 這樣避免了外部干擾. 因為這個函數版本幾乎和之前的一致, 這樣相關的部分在這里被復制:</p><pre class="programlisting">spin_lock(&scull_u_lock);if (scull_u_count && (scull_u_owner != current->uid) && /* allow user */ (scull_u_owner != current->euid) && /* allow whoever did su */ !capable(CAP_DAC_OVERRIDE)){ /* still allow root */ spin_unlock(&scull_u_lock); return -EBUSY; /* -EPERM would confuse the user */}if (scull_u_count == 0) scull_u_owner = current->uid; /* grab it */scull_u_count++;spin_unlock(&scull_u_lock);</pre><p>注意 sculluid 代碼有 2 個變量 ( scull_u_owner 和 scull_u_count)來控制對設備的存取, 并且這樣可被多個進程并發地存取. 為使這些變量安全, 我們使用一個自旋鎖控制對它們的存取( scull_u_lock ). 沒有這個鎖, 2 個(或多個)進程可同時測試 scull_u_count , 并且都可能認為它們擁有設備的擁有權. 這里使用一個自旋鎖, 是因為這個鎖被持有極短的時間, 并且驅動在持有這個鎖時不做任何可睡眠的事情.</p><p>我們選擇返回 -EBUSY 而不是 -EPERM, 即便這個代碼在進行許可檢測, 為了給一個被拒絕存取的用戶指出正確的方向. 對于"許可拒絕"的反應常常是檢查 /dev 文件的模式和擁有者, 而"設備忙"正確地建議用戶應當尋找一個已經在使用設備的進程.</p><p>這個代碼也檢查來看是否正在試圖打開的進程有能力來覆蓋文件存取許可; 如果是這樣, open 被允許即便打開進程不是設備的擁有者. CAP_DAC_OVERRIDE 能力在這個情況中適合這個任務.</p><p>release 方法看來如下:</p><pre class="programlisting">static int scull_u_release(struct inode *inode, struct file *filp){ spin_lock(&scull_u_lock); scull_u_count--; /* nothing else */ spin_unlock(&scull_u_lock); return 0;}</pre><p>再次, 我們在修改計數之前必須獲得鎖, 來確保我們沒有和另一個進程競爭.</p></div><div class="sect2" lang="zh-cn"><div class="titlepage"><div><div><h3 class="title"><a name="BlockingopenasanAlternativetoEBUSY.sect2"></a>6.6.3. 阻塞 open 作為對 EBUSY 的替代</h3></div></div></div><p>當設備不可存取, 返回一個錯誤常常是最合理的方法, 但是有些情況用戶可能更愿意等待設備.</p><p>例如, 如果一個數據通訊通道既用于規律地預期地傳送報告(使用 crontab), 也用于根據用戶的需要偶爾地使用, 對于被安排的操作最好是稍微延遲, 而不是只是因為通道當前忙而失敗.</p><p>這是程序員在設計一個設備驅動時必須做的一個選擇之一, 并且正確的答案依賴正被解決的實際問題.</p><p>對 EBUSY 的替代, 如同你可能已經想到的, 是實現阻塞 open. scullwuid 設備是一個在打開時等待設備而不是返回 -EBUSY 的 sculluid 版本. 它不同于 sculluid 只在下面的打開操作部分:</p><pre class="programlisting">spin_lock(&scull_w_lock);while (! scull_w_available()){ spin_unlock(&scull_w_lock); if (filp->f_flags & O_NONBLOCK) return -EAGAIN; if (wait_event_interruptible (scull_w_wait, scull_w_available())) return -ERESTARTSYS; /* tell the fs layer to handle it */ spin_lock(&scull_w_lock);}if (scull_w_count == 0) scull_w_owner = current->uid; /* grab it */?? 快捷鍵說明
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