lor>Cetjs2: архив архивов этот hal

2018-10-25T12:57:53Z

архив архивов этот hal

Новая страница

В этой статье мы рассмотрим способы общения с системным демоном HAL.

== Введение ==

'''HAL''' (''Hardware Abstraction Layer'') — это демон, хранящий информацию о системных устройствах, их типах, возможностях и другую информацию, которую
он в состоянии получить через интерфейсы ядра. Демон предоставляет более высокоуровневый доступ к информации об устройствах, нежели прямое общение с sysfs и др.
Используя HAL API мы может просканировать список системных устройств, найти в нём дисковые накопители, Audio CD, USB флеш карты, WiFi карты, клавиатуры,
мыши и т. д. HAL также содержит несколько полезных сигналов, основываясь на которых мы можем отследить момент появления новых устройств в системе (например, когда был вставлен новый USB флеш накопитель, DVD диск, поднят WiFi интерфейс и т. д.). HAL предоставляет также и некоторые полезные методы, которые можно вызывать удалённо через интерфейс [[D-Bus]].

Структура данных, в которой HAL хранит всю информацию, можно представить как ассоциативный массив. Ключом в этом массиве будет являться т. н. уникальный идентификатор устройства, или '''UDI'''. Значением этого ключа будет ещё один ассоциативный массив, в котором в свою очередь ключом будет имя свойства данного устройства, а значением — значение этого свойства для данного устройства. Имена UDI зависят от системы, не стоит полагаться на них постоянство.
Чтобы было понятней, представим такую упрощённую структуру для некоего устройства:

<pre>
UDI1
|---block.device /dev/sda1
|---block.is_volume 1
|---info.capabilities volume,block
|---volume.label WORK
`---volume.uuid 0717-AD77
UDI2
…
UDI3
…
</pre>

Здесь у некоего устройства с UDI, равным абстрактному UDI1, имеется 5 свойств. Имя каждого свойства строго определено.
Значение свойства зависит от имени. Для устройства UDI1 мы может сказать следущее:

<ul>
<li>на основании block.device — что этому устройству сопоставлен файл ''/dev/sda1'' в файловой системе /dev;
<li>на основании block.is_volume — что это некий раздел;
<li>на основании info.capabilities — что это раздел на блочном устройстве хранения данных;
<li>на основании volume.label — что этот раздел имеет метку ''WORK'';
<li>на основании volume.uuid — что этот раздел имеет UUID ''0717-AD77''.
</ul>

Мы можем проверить эту информацию с помощью системной утилиты ''blkid'' (запускается от пользователя ''root''):

<pre>
<nowiki>
# blkid | grep WORK
/dev/sda1: LABEL="WORK" UUID="0717-AD77" TYPE="vfat"
</nowiki>
</pre>

Общение с HAL демоном происходит через [[D-Bus]]. Для D-Bus имеется множество биндингов для различных языков. Это значит, что для общения с HAL у нас не должно возникнуть трудностей. В этой статье мы постараемся рассказать о нескольких способах взаимодействия с HAL.

Также отметим, что на шине D-Bus демон предоставляет интерфейсы и методы для прямого вызова любым D-Bus клиентом. Например, с помощью <tt>qdbusviewer</tt> или любым консольным клиентом (qdbus, dbus-send).

Каждое устройство в иерархии может иметь дочерние устройства (например, как шина USB и подключённые к ней устройства).

== Подготовка ==

Во всех современных дистрибутивах демон HAL уже должен быть установлен, настроен и запущен. Для программирования нам
понадобятся только заголовки HAL и D-Bus. Для справки по HAL понадобится пакет <tt>hal-doc</tt>. В Debian-подобных системах их можно установить так:

<pre>
<nowiki>
# aptitude install libhal-dev libhal-storage-dev hal-doc
</nowiki>
</pre>

Теперь мы готовы для общения с HAL.

Для просмотра всех устройств и их свойств в графическом виде можно использовать утилиту <tt>hal-device-manager</tt>. Она присутствует в Debian Etch, но в более поздних дистрибутивах (в т.ч. и последних Ubuntu) следует использовать <tt>gnome-device-manager</tt>.

== Свойства ==

В качестве примера рассмотрим некоторые имена свойств.

<ul>
<li>info.capabilities — список строк, описание того, что из себя представляет это устройство. Это важное свойство для отделения устройств друг от друга по типу;
<li>info.parent — содержит UDI родительского элемента в иерархии HAL;
<li>block.device — содержит файл устройства в системной иерархии (например, /dev/sda1);
<li>block.is_volume — содержит значение <tt>true</tt>, если данное устройство — раздел и может быть смонтировано;
<li>volume.fstype — тип файловой системы раздела (если это раздел);
<li>volume.label — метка тома;
<li>volume.fsusage — как используется файловая система (обычная файловая система, RAID, неформатированная область и т.д.);
<li>linux.sysfs_path — путь к файлу устройства в иерархии sysfs.
</ul>

За полным списком возможных имён свойств обратитесь к документации HAL.

== Консоль ==

Мы можем общаться с HAL с помощью любого клиента D-Bus. Например, с помощью консольного <tt>dbus-send</tt>. Для каждого устройства на шине D-Bus предусмотрен
интерфейс <tt>org.freedesktop.Hal.Device</tt>, который предоставляет методы для получения и установки свойств данного конкретного устройства.

Например, получим список облуживаемых устройств (похожий результат даст команда <tt>lshal</tt>):

<pre>
$ dbus-send --system --print-reply --dest=org.freedesktop.Hal \
/org/freedesktop/Hal/Manager \
org.freedesktop.Hal.Manager.GetAllDevices
method return sender=:1.1 -> dest=:1.28 reply_serial=2
array [
string "/org/freedesktop/Hal/devices/acpi_P001"
string "/org/freedesktop/Hal/devices/acpi_P002"
...
string "/org/freedesktop/Hal/devices/pci_10de_368"
string "/org/freedesktop/Hal/devices/pci_10de_362"
string "/org/freedesktop/Hal/devices/pci_10de_369"
]
</pre>

Каждая строка в ответе — это UDI обслуживаемого устройства.

Теперь получим свойство <tt>info.capabilities</tt> для одного из дисковых разделов, основываясь на его UDI:

<pre>
$ dbus-send --system --print-reply --dest=org.freedesktop.Hal \
/org/freedesktop/Hal/devices/volume_uuid_0717_AD77 \
org.freedesktop.Hal.Device.GetProperty \
string:info.capabilities
method return sender=:1.1 -> dest=:1.31 reply_serial=2
array [
string "volume"
string "block"
]
</pre>

Теперь получим свойство <tt>volume.label</tt> (метка DOS) для этого же раздела:

<pre>
$ dbus-send --system --print-reply --dest=org.freedesktop.Hal \
/org/freedesktop/Hal/devices/volume_uuid_0717_AD77 \
org.freedesktop.Hal.Device.GetProperty \
string:volume.label
method return sender=:1.1 -> dest=:1.33 reply_serial=2
string "WORK"
</pre>

Получим свойство <tt>volume.size</tt> (размер раздела в байтах) для этого же раздела:

<pre>
$ dbus-send --system --print-reply --dest=org.freedesktop.Hal \
/org/freedesktop/Hal/devices/volume_uuid_0717_AD77 \
org.freedesktop.Hal.Device.GetProperty \
string:volume.size
method return sender=:1.1 -> dest=:1.36 reply_serial=2
uint64 15002878464
</pre>

== C/C++ ==

В этом разделе мы напишем HAL клиента на оригинальной библиотеке libhal (на языке C, стандарта C99). Это необходимо прежде всего для
тулкитов, где нет высокоуровнего D-Bus клиента, либо для чисто консольной программы, которая не использует тулкиты вообще.

Итак, всё что нам понадобится — это один исходный файл и элементарный скрипт компиляции. Makefile можете написать по своему усмотрению.

Скрипт компиляции (назовём его <tt>mk</tt>):

<syntaxhighlight lang="sh">
#!/bin/sh

# компилируем исходник main.c. Не забываем о флагах и библиотеках HAL и D-Bus
gcc -o hal -O2 -std=c99 \
`pkg-config --cflags hal` `pkg-config --cflags dbus-1` \
main.c \
`pkg-config --libs hal` `pkg-config --libs dbus-1`
</syntaxhighlight>

Стратегия написания простейшего клиента HAL сводится к следующему:

<ul>
<li>создать новый HAL контекст, используемый в HAL API;
<li>создать соединение с D-Bus сессией;
<li>ассоциировать HAL контекст с D-Bus соединением;
<li>инициализировать HAL;
<li>использовать функции из HAL API для общения с демоном (например, получим список всех устройств);
<li>деинициализировать клиента HAL.
</ul>

<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include <libhal.h>

#include <dbus/dbus.h>

// функция обработки UDI
static void handleDevice(LibHalContext *ctx, const char *udi, DBusError *error)
{
if(!udi)
return;

printf("%s\n", udi);

// нас интересуют только устройства, имеющие свойство info.capabilities
if(!libhal_device_property_exists(ctx, udi, "info.capabilities", NULL))
return;

// получим значение свойства (массив строк)
int i = 0;
char **capabilities = libhal_device_get_property_strlist(ctx, udi, "info.capabilities", NULL);

if(!capabilities)
return;

// сейчас 'capabilities' представляет собой массив строк

// пройдёмся по всем строкам, выведем на экран значения
while(*(capabilities+i))
{
printf("\t%s\n", *(capabilities+i));
++i;
}

printf("\n");

// освободим память!
libhal_free_string_array(capabilities);
}

static void die(const char *s)
{
if(s)
fprintf(stderr, "%s\n", s);

exit(1);
}

int main(int argc, char **argv)
{
DBusConnection *dbus;
LibHalContext *ctx;
DBusError error;

// создаём новый контекст
ctx = libhal_ctx_new();

if(!ctx)
die("Cannot initialize HAL context");

// инициализируем объект error, он нам понадобится в функциях HAL API
dbus_error_init(&error);

// создаём соединение с D-Bus
dbus = dbus_bus_get_private(DBUS_BUS_SYSTEM, &error);

// ассоциируем D-Bus соединение с HAL контекстом
libhal_ctx_set_dbus_connection(ctx, dbus);

// инициализируем HAL клиента с нашей стороны
if(!libhal_ctx_init(ctx, &error))
die("Cannot initialize HAL");

// с помошью HAL API получаем список устройств, обслуживаемых демоном,
// каждое устройство представляет собой строку с UDI
int numDevices;
char **halDevices = libhal_get_all_devices(ctx, &numDevices, NULL);

// нет устройств??
if(!halDevices)
die("Cannot get device list");

printf("Number of devices: %d\n", numDevices);

// для каждого UDI вызываем функцию обработки
for(int i = 0;i < numDevices;i++)
handleDevice(ctx, halDevices[i], &error);

// освобождаем память!
libhal_free_string_array(halDevices);

if(dbus_error_is_set(&error))
dbus_error_free(&error);

// завершаем D-Bus соединение
dbus_connection_close(dbus);
dbus_connection_unref(dbus);

// завершаем клиента
libhal_ctx_free(ctx);

return 0;
}
</syntaxhighlight>

Эта программа выдаст на консоль список всех обслуживаемых устройств, и свойство <tt>info.capabilities</tt> каждого устройства.

== Qt ==

С помощью Qt общаться с HAL можно без особых трудностей, т.к. в 4-ю версию этого тулкита уже встроен D-Bus клиент (необходимы установленные пакеты <tt>libqt4-dbus</tt> и <tt>libqt4-dev</tt>).

Стратегия написания простейшего клиента HAL на Qt очень проста: с помощью D-Bus-клиента Qt подключиться к системной шине (именно там запущен демон HAL), и вызывать необходимые методы D-Bus. В примере с Qt используются два полезных сигнала, предоставляемых HAL —
<tt>DeviceAdded</tt> и <tt>DeviceRemoved</tt>. Первый срабатывает когда добавляется какое-либо устройство, второй — когда удаляется. Наглядными примерами могут послужить USB-флешки или DVD-диски. Когда такой сигнал возникает, вызываются все подписанные на него удалённые методы. Подписаться на эти сигналы можно средствами того же Qt.

<syntaxhighlight lang="c++">
#include <QDBusConnection>
#include <QDBusInterface>
#include <QDBusReply>

#include <QStringList>
#include <QDebug>

#include "hal.h"

namespace
{

// функция вызова D-Bus методов, которые принимают один параметр и возвращают значение
template<typename T>
T dbusRequest(QDBusInterface &i, const QString &method, const QString &param)
{
QDBusReply<T> reply = i.call(method, param);

return reply.value();
}

}

HAL::HAL() : QTextEdit()
{
resize(640, 480);

/*
* Используем сигналы DeviceAdded и DeviceRemoved за слежением
* за добавлением/удалением устройств. Следует помнить, что при добавлении,
* скажем, USB флешки, в системе возникает несколько устройств.
* Отделить нужные устройства от вспомогательных можно с помощью анализа
* их свойств.
*/
QDBusConnection sys = QDBusConnection::systemBus();

sys.connect("org.freedesktop.Hal",
"/org/freedesktop/Hal/Manager",
"org.freedesktop.Hal.Manager",
"DeviceAdded",
this,
SLOT(slotAdded(const QString &)));

sys.connect("org.freedesktop.Hal",
"/org/freedesktop/Hal/Manager",
"org.freedesktop.Hal.Manager",
"DeviceRemoved",
this,
SLOT(slotRemoved(const QString &)));

// прочитаем список всех UDI устройств, и занесём этот список
// в текстовое поле
readDevices();
}

void HAL::readDevices()
{
// с помощью QDBusInterface устанавливаем соединение с D-Bus шиной
QDBusInterface i("org.freedesktop.Hal",
"/org/freedesktop/Hal/Manager",
"org.freedesktop.Hal.Manager",
QDBusConnection::systemBus());

// вызываем стандартный HAL метод - GetAllDevices. Этот
// метод возвращает список всех обслуживаемых UDI в виде массива строк
QDBusReply<QStringList> reply = i.call("GetAllDevices");

// ответ битый?
if(reply.isValid())
{
// получаем список строк из ответа
QStringList l = reply.value();
QStringList::iterator itEnd = l.end();

// проходим по списку строк (UDI) и заносим каждую строку
// в текстовое поле
for(QStringList::iterator it = l.begin();it != itEnd;++it)
append(*it);
}
else
append("Failed to get device list");
}

void HAL::slotAdded(const QString &udi)
{
/*
* при добавлении устройства попробуем определить, что оно из себя
* представляет (попробуем определить устройства с разделами, например USB
* флеш накопители или DVD диски)
*/
QDBusInterface i("org.freedesktop.Hal",
udi,
"org.freedesktop.Hal.Device",
QDBusConnection::systemBus());

QStringList caps = dbusRequest<QStringList>(i, "GetProperty", "info.capabilities");

qDebug() << "Added device with UDI" << udi << caps;

// устройство не имеет файловой системы, оно нас не интересует
if(dbusRequest<QString>(i, "GetProperty", "volume.fsusage") != "filesystem" &&
!dbusRequest<bool>(i, "GetProperty", "volume.disc.has_audio"))
return;

QDBusMessage reply = i.call("GetProperty", "volume.size");

// получаем другие данные по устройству
QString product = dbusRequest<QString>(i, "GetProperty", "info.product");
QString size = reply.arguments().first().toString();
QString parent = dbusRequest<QString>(i, "GetProperty", "block.storage_device");

// родитель содержит параметры устройства, как модель и шину,
// к которой оно подключено
QDBusInterface iParent("org.freedesktop.Hal",
parent,
"org.freedesktop.Hal.Device",
QDBusConnection::systemBus());

QString model = dbusRequest<QString>(iParent, "GetProperty", "storage.model");
QString vendor = dbusRequest<QString>(iParent, "GetProperty", "storage.vendor");
QString bus = dbusRequest<QString>(iParent, "GetProperty", "storage.bus");

append(QString("Added device, model (%1), vendor (%2), bus (%3), product (%4), size (%5)")
.arg(model).arg(vendor).arg(bus).arg(product).arg(size));
}

void HAL::slotRemoved(const QString &udi)
{
append(QString("Removed device with UDI %1").arg(udi));
}
</syntaxhighlight>

При вставке DVD-диска в текстовом поле должно появится сообщение типа:
<pre>Added device, model (_NEC DVD_RW ND-3540A), vendor (), bus (ide), product (Мой диск), size (4644896768)</pre>

== Tcl ==

Не менее просто чем из Qt, с HAL можно работать и из Tcl. Пример можно посмотреть в разделе [[D-Bus]].

== Ссылки ==
* [http://people.freedesktop.org/~david/hal-spec/hal-spec.html Документация HAL].
* [http://rusfolder.com/34174696 Примеры Qt, C, Python].
* [http://ru.wikipedia.org/wiki/HAL_(freedesktop.org) Статья на Wikipedia].

[[Category:Системное ПО]]
[[Category:Программирование]]
[[Category:Архив]]

HAL - История изменений

Admin: 1 версия импортирована

lor>Cetjs2: архив архивов этот hal

← Предыдущая версия	Версия от 21:39, 27 февраля 2023
(нет различий)