Sistem I/O Linux #3 - I/O Linux
- Achmad Syarief Hidayatullah Amiruddin
- May 16, 2019
- 3 min read
Salah satu tujuan OS adalah menyembunyikan kerumitan device hardware dari sistem penggunanya. Contohnya, Sistem Berkas Virtual menyamakan tampilan sistem berkas yang dimount tanpa memperdulikan devices fisik yang berada di bawahnya. Bab ini akan menjelaskan bagaimana kernel Linux mengatur device fisik di sistem.
Salah satu fitur yang mendasar adalah kernel mengabstraksi penanganan device. Semua device hardware terlihat seperti berkas pada umumnya: mereka dapat dibuka, ditutup, dibaca, dan ditulis menggunakan calls sistem yang sama dan standar untuk memanipulasi berkas. Setiap device di sistem direpresentasikan oleh sebuah file khusus device, contohnya disk IDE yang pertama di sistem direpresentasikan dengan /dev/hda.
A. Device Karakter
Device karakter, device paling sederhana dari Linux, diakses sebagai berkas. Aplikasi menggunakan system calls standar untuk membukanya, membacanya dan menulisnya dan menutupnya persis seolah devices adalah berkas. Memang benar, meski pun devices ini merupakan modem yang sedang digunakan oleh PPP daemon untuk menghubungkan sistem Linux ke jaringan. Saat sebuah device karakter diinisialisasi, driver devicenya mendaftarkan sang device pada kernel Linux dengan menambahkan sebuah entry ke vektor chrdevs dari struk data device_struct. Pengenal utama devicenya digunakan sebagai indeks ke vektor ini. Pengenal utama untuk suatu device tidak pernah berubah.
Setiap entry di vektor chrdevs, sebuah struk data device_struct, mengandung dua elemen: sebuah penunjuk nama dari driver devices yang terdaftar dan sebuah penunjuk ke operasi-operasi berkas seperti buka, baca, tulis, dan tutup. Isi dari /proc/devices untuk devices karakter diambil dari vektor chrdevs.
B. Device Blok
Device ini pun diakses seperti berkas. Mekanisme untuk menyediakan perangkat operasi berkas yang benar bagi berkas khusus blok yang terbuka sama seperti devices karakter. Linux memelihara operasi dari perangkat device blok yang terdaftar sebagai vektor blkdevs. Vektor ini, seperti halnya vektor chrdevs, diindeks dengan menggunakan nomor device besar dari sang device. Entrynya juga merupakan struk data device_struct. Tidak seperti devices karakter, ada sejumlah kelas yang dimiliki device blok. Device-device SCSI adalah salah satu kelasnya dan device IDE adalah kelas lainnya. Kelaslah yang mendaftarkan dirinya sendiri pada kernel Linux dan menyediakan operasi berkas kepada kernel. Driver-driver device untuk sebuah kelas device blok menyediakan interface khusus kelas kepada kelas tersebut. Jadi, contohnya, sebuah driver device SCSI harus menyediakan interface untuk subsistem SCSI agar dapat menyediakan operasi berkas bagi devices ini ke kernel.
C. Device Jaringan
Device jaringan merupakan sebuah entity yang mengirimkan dan menerima paket-paket data. Biasanya ia merupakan device fisik seperti kartu ethernet. Beberapa devices jaringan bagaimana pun hanyalah software, seperti device loopback yang digunakan untuk mengirimkan data ke Anda. Setiap device direpresentasikan dengan struk data device. Driver device jaringan mendaftarkan device-device yang ia kontrol pada Linux selama inisialisasi jaringan yaitu saat kernel melakukan booting. Struk data device tersebut berisi informasi mengenai device dan alamat fungsi-fungsi yang memungkinkan bermacam-macam protokol jaringan menggunakan layanan dari device tersebut.
Struk data device ini mengandung informasi tentang device jaringan:
1. Nama
Beberapa device jaringan yang umum adalah
/dev/ethN Device ethernet
/dev/slN Device SLIP
/dev/pppN Device PPP
/dev/lo Device Loopback
2. Informasi Bus
Berikut ini adalah informasi yang driver device butuhkan untuk mengontrol devicenya. Nomor irq merupakan interrupt yang digunakan oleh device ini. Alamat basisnya adalah alamat dari segala register status dan control dari device yang ada di memori M/K. Channel DMA adalah nomor DMA yang device jaringan ini gunakan. Semua informasi ini diset pada waktu booting, yaitu saat device ini diinisialisasi.
3. Flags Interface
Hal-hal berikut ini akan menjelaskan karakteristik dan kemampuan dari device jaringan:
IFF_UP Interface bangkit dan berjalan,
IFF_BROADCAST Alamat broadcast di device adalah sah
IFF_DEBUG Penghilangan error dinyalakan
IFF_LOOPBACK Merupakan device loopback
IFF_POINTTOPOINT Merupakan link point to point (SLIP dan PPP)
IFF_NOTRAILERS Tidak ada pengangkut jaringan
IFF_RUNNING Sumberdaya yang dialokasikan
IFF_NOARP Tidak mendukung protokol ARP
IFF_PROMISC Device di mode penerimaan acak, ia akan menerima semua paket tanpa memperdulikan kemana paket-paket ini dialamatkan
IFF_ALLMULTI Menerima seluruh frame multicast IP
IFF_MULTICAST Dapat menerima frame multicast IP
4. Lainnya
MTU : Ukuran paket terbesar yang jaringan dapat kirim, tidak termasuk header lapisan link yang ia perlu tambahkan.
Keluarga/Family : Keluarga ini menandakan bahwa keluarga protokol yang dapat didukung oleh device tersebut. Keluarga untuk seluruh device jaringan Linux adalah AF_INET, keluarga alamat internet.
Jenis : Jenis menjelaskan media di mana device jaringan terpasang. Ada banyak jenis media yang didukung oleh device jaringan Linux. Termasuk diantaranya adalah Ethernet, X.25, Token Ring, Slip, PPP dan Apple Localtalk.
Alamat : Struk data device tersebut memiliki sejumlah alamat yang relevan bagi device jaringan ini, termasuk alamat-alamat IP-nya.
Antrian Paket : Merupakan antrian paket-paket sk_buff yang antri menunggu untuk dikirmkan lewat device jaringan ini
Fungsi Pendukung :
Comments