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驅動程式中的通訊協定

什麼是通訊協定？

通訊協定是嚴格的介面定義。

乙太網路驅動程式庫發布了符合 ZX_PROTOCOL_ETHERNET_IMPL 的介面。換句話說，它必須提供一組在資料結構中定義的函式。 (在本例中為 ethernet_impl_protocol_ops_t)。

這些函式適用於所有實作這項通訊協定的裝置，例如：所有乙太網路裝置都必須提供功能，來查詢存取 API

其他通訊協定當然對於其功能會有不同的要求必需提供那些項目舉例來說，封鎖裝置會發布符合「封鎖實作通訊協定」(ZX_PROTOCOL_BLOCK_IMPL) 和提供由 block_protocol_ops_t 定義的函式。此通訊協定中的函式會以區塊的形式傳回裝置大小例如

在許多情況下，Protocol 用了一種方式常見的介面實作方法舉例來說驅動程式庫實作通用區塊介面，並繫結至實施封鎖核心通訊協定的裝置。和「乙太網路」驅動程式庫在乙太網路介面和 Ethermac 執行相同作業通訊協定。部分通訊協定 (例如本文提到的兩種通訊協定) 會使用共用記憶體，以及非遠端程序呼叫 (RPC) 信號的效率更高、延遲時間更短，處理量也高於預期否則就會實現

類別代表裝置會實作介面或通訊協定的承諾。裝置檔案系統中的裝置位於拓撲路徑下，例如 /sys/platform/pci/00:02:00/e1000。如果是特定課程，也會顯示做為 /dev/class/CLASSNAME/... 下的別名。e1000 驅動程式庫會實作 Ethermac 介面，因此也會顯示在 /dev/class/ethermac/000。名稱類別目錄中是獨一無二的，但不具意義，且會視需要指派。

通訊協定範例：

PCI 根通訊協定 (ZX_PROTOCOL_PCIROOT)
PCI 裝置通訊協定 (ZX_PROTOCOL_PCI) 和
乙太網路實作通訊協定 (ZX_PROTOCOL_ETHERNET_IMPL)。

括號中的名稱是對應至通訊協定的 C 語言常數，以做為參考。

取決於平台與獨立平台

上面提到，ZX_PROTOCOL_ETHERNET_IMPL 目前「接近」只移除一個步驟這是因為還有一個通訊協定 ZX_PROTOCOL_ETHERNET，用戶端和驅動程式庫這項額外的通訊協定可以處理所有乙太網路通用的功能驅動程式 (以免程式碼重複)。這類功能包括緩衝區管理、狀態回報和管理函式。

這實際上等同於「取決於平台」與「不受平台影響」分離；分別存在於平台獨立部分 (一次性) 以及驅動程式庫專屬程式碼只會在各平台端實作

這個架構在多個位置重複。若是使用區塊裝置，例如，硬體驅動程式庫會繫結至匯流排 (例如PCI) 並提供 ZX_PROTOCOL_BLOCK_IMPL 通訊協定平台獨立驅動程式庫會繫結至 ZX_PROTOCOL_BLOCK_IMPL，並發布用戶端通訊協定，ZX_PROTOCOL_BLOCK。

你也可以在顯示控制器、I²C 匯流排和序列驅動程式中看到硬體鎖。

程序 / 通訊協定對應

為了讓上述討論能保持簡單明瞭，我們不得不談到程序區隔和駕駛人的關係為了瞭解問題，我們來看看其他作業系統如何處理問題然後跟 Fuchsia 的做法比較

在單體式核心 (例如 Linux) 中，許多驅動程式會在核心內實作。換言之，這些群組會共用相同的位址空間，且能實際居住在相同的位址空間「處理」。

這種方法的主要問題是隔離錯誤 / 利用漏洞。品質不佳的驅動程式庫可能會把整個核心奪走整個核心，因為一切都位於相同位址空間，因此具備所有核心記憶體與資源的特殊存取權。遭入侵的驅動程式庫也可能基於相同原因產生安全威脅。

另一個極端問題，也就是讓每項驅動程式庫服務各自獨立，會由部分微核心作業系統使用最大的缺點是，如果其中一個驅動程式庫須使用另一名驅動程式庫的服務核心至少應生效一項內容切換作業 (如果不是資料移轉作業) 即可。而微核心作業系統的設計通常是為了若是如此，則以高頻率執行這些作業是最理想的情況

Fuchsia 採取的方法是以驅動程式代管程序的概念為基礎。驅動程式代管程序是包含通訊協定堆疊的程序，也就是讓更多通訊協定能搭配運作驅動程式主機會從 ELF 共用程式庫 (稱為「動態共用物件」) 載入驅動程式或 DSO)。

通訊協定堆疊可有效建立完整的「驅動程式庫程式」的裝置，包含各平台獨立和平台獨立元件；並透過獨立的程序容器建構容器

如果您使用的是進階讀卡機，請查看以下提供的 driver dump 指令： Fuchsia 指令列這邊顯示一系列裝置，程序 ID、DSO 名稱以及其他實用資訊。

以下是只顯示 PCI 乙太網路驅動程式庫零件的高度編輯版本：

1. [root]
2.    [sys]
3.       <sys> pid=1416 /boot/driver/bus-acpi.so
4.          [acpi] pid=1416 /boot/driver/bus-acpi.so
5.          [pci] pid=1416 /boot/driver/bus-acpi.so
            ...
6.             [00:02:00] pid=1416 /boot/driver/bus-pci.so
7.                <00:02:00> pid=2052 /boot/driver/bus-pci.proxy.so
8.                   [e1000] pid=2052 /boot/driver/e1000.so
9.                      [ethernet] pid=2052 /boot/driver/ethernet.so

在上述範例中，您可以看到該程序 ID 1416 (第 3 到 6 行) 是進階設定和電源介面 (ACPI) 驅動程式庫，。bus-acpi.so

在主要列舉期間，ACPI DSO 偵測到 PCI 匯流排。這會導致發布使用 ZX_PROTOCOL_PCI_ROOT (第 5 行、造成 [pci] 項目的外觀)，然後，驅動程式代管程序載入 bus-pci.so DSO 並繫結至該函式。 DSO 是「基本 PCI 驅動程式庫」我曾說過討論。

在繫結期間，基本 PCI 驅動程式庫列舉了 PCI 匯流排，並找到一個乙太網路資訊卡 (第 6 行偵測到公車 0，裝置 2，函式 0，顯示為 [00:02:00])。 (當然，許多其他裝置也已找到，不過我們已將這些裝置從為求簡單起見)。

偵測這部裝置之後，基礎 PCI 驅動程式庫又發布了新的父項使用 ZX_PROTOCOL_PCI，以及裝置的 VID 和 DID。此外，已建立新的驅動程式代管程序 (程序 ID 2052)，並使用 bus-pci.proxy.so DSO (第 7 行)。這個 Proxy 可做為新驅動程式代管程序 (pid 2052) 與基礎 PCI 的介面驅動程式庫 (pid 1416)。

這是當時做出的決定隨著裝置驅動程式庫 — 新驅動程式代管程序與基礎 PCI 驅動程式庫，現在只需兩個不同的處理程序

新的驅動程式代管程序 2052 接著會尋找相符的子項 (e1000.so 第 8 行 DSO該文字包含 ZX_PROTOCOL_PCI，而正確的 VID 和 DID)。這個 DSO 會發布 ZX_PROTOCOL_ETHERNET_IMPL，以繫結至比對結果子項 (第 9 行的 ethernet.so DSO；由於該版本包含 ZX_PROTOCOL_ETHERNET_IMPL 通訊協定)。

這個鏈結未顯示的內容是最終 DSO (ethernet.so) 發布的版本 ZX_PROTOCOL_ETHERNET 是可供用戶端使用的功能當然也沒有裝置具有約束力

驅動程式架構版本 2 (DFv2)

如果已啟用驅動程式庫架構第 2 版，driver dump 會顯示我們可以看到

$ driver dump
[root] pid=4766 fuchsia-boot:///#meta/platform-bus.cm
   [sys] pid=4766
      [platform] pid=4766
         [pt] pid=4766 fuchsia-boot:///#meta/platform-bus-x86.cm
            [acpi] pid=4766
               [acpi-pwrbtn] pid=4766 fuchsia-boot:///#meta/hid.cm
               ...
            [PCI0] pid=4766 fuchsia-boot:///#meta/bus-pci.cm
               [bus] pid=4766
                 ...
                 [00_04_0] pid=4766 fuchsia-boot:///#meta/virtio_ethernet.cm
                    [virtio-net] pid=4766 fuchsia-boot:///#meta/netdevice-migration.cm
                       [netdevice-migration] pid=4766 fuchsia-boot:///#meta/network-device.cm
                          [network-device] pid=4766
        ...

請務必指出節點 (裝置在 DFv2) 沒有相關聯的 .so 檔案。而是顯示附加至指定節點的驅動程式庫元件資訊清單。