通过振动向 Linux ThinkPad 传输信息(2)

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测试 panicShake() 内核要发动一种紧急情况，需要在内核中调用紧急情况子程序。创建以下 makefile：obj-m := panicCall.o，程序 panicCall.c 在编译时将使用该文件：
清单 6. panicCall.c 内核模块源代码

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/* * panicCall.c - Instigate a kernel panic */ #include <linux/module.h> /* Needed by all modules */ #lincude <linux/kernel.h> /* Needed for KERN_INFO */ static char *pMesgStr = "PANIC SHAKE AND BAKE"; int init_module(void) { printk(KERN_INFO,"panicCall module loaded\n"); panic(pMesgStr); return(0); } void cleanup_module(void) { printk(KERN_INFO,"panicCall module unloaded, beyond possible"); }

以超级用户身份用 make -C /lib/modules/$(uname -r)/build SUBDIRS=$PWD modules 命令编译 panicCall 模块。现在就有了一个可调用的模块可以使用 insmod panicCall.ko 命令触发紧急情况。如果还没有该模块则重新引导（以激活 hdaps 紧急情况下触发启用震动的内核），并运行 insmod panicCall.ko。应当会看到类似以下内容：
清单 7. 内核紧急情况堆栈

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panicCall: module license 'unspecified' taints kernel. Kernel panic - not syncing: PANIC SHAKE AND BAKE ACTIVE [<c011a32e>] panic+0x3e/0x174   [<f8a97017>] init_module+0xb/0xc [panicCall] [<c013050a>] sys_init_module+0x1382/0x1514   [<c0152413>] do_sync_read+0xb8/0xf3 [<c012a17f>] autoremove_wake_function+0x0/0x2d   [<c01c0672>]      _atomic_dec_and_lock+0x22/0x2c [<c0169c32>] mntput_no_expire+0x11/0x6d   [<c0102bc1>] syscall_call+0x7/0xb

现在拿起计算机，然后用力地晃动它，计算机将打印出 “shaking substrate” 消息并执行重新启动。如果您不希望晃动可能活动的磁盘驱动器，请以超级用户身份发出以下命令：
清单 8. RAM 磁盘创建和模块复制

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mkdir /tmp/ramdisk0 mke2fs /dev/ram0 mount /dev/ram0 /tmp/ramdisk0/ cp /root/panicCall.ko /tmp/ramdisk0/ cp /sbin/insmod /tmp/ramdisk0/

现在有了将模块插入位于 RAM 磁盘的内核所需的两个文件。用以下部分更新 /etc/init.d/halt 脚本，将其放在刚好位于 fsck check 部分之下 halt execute 部分之上的位置：
清单 9. 修改 /etc/init.d/halt

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echo "disks now mounted in readonly mode, spin down in 5 seconds"; /sbin/hdparm -S 1 /dev/hda echo "spin down hda called, waiting 10 seconds"; sleep 10 echo "calling panic from ramdisk location"; /tmp/ramdisk0/insmod /tmp/ramdisk0/panicCall.ko

以超级用户身份执行命令 init 0 以将计算机转入关闭模式中。在调用关闭程序前，计算机将把紧急情况触发模块装入内核，并调用震动检测程序。如果在系统关闭时仔细听硬盘的声音，可以听到明显比以往更长的喀哒声，然后多普勒磁盘将随着机械臂逐渐下降的 “积载” 位置而降低并且磁盘旋转停止。再过大约五秒钟后，将从 RAM 磁盘执行紧急情况模块，而物理磁盘头仍停止不动。现在，您可以随心所欲地晃动 ThinkPad 而无需考虑磁盘的运行状况。
用户空间关闭和动作检测很多 IT 管理员都十分怀念能够随时获知硬件物理历史记录的功能。使用同一个简单的震动检测算法、一个 Perl 脚本和一种监视策略，管理员将能够更好地跟踪硬件的状态。例如，使用下面的 Perl 脚本在计算机遭到用户震动时平稳地关闭计算机。根据用户对 ThinkPad 的操作发送一封电子邮件、闪烁 “ThinkLight” 或播放一个声音文件，这些都可以轻松地完成。
清单 10. 用于检测震动的 Perl 脚本，第 1 部分

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#!/usr/bin/perl -w # shakeShutdown.pl - shutdown (or other command) when the computer is shaken use strict; my $file = "/sys/devices/platform/hdaps/position"; my $baseX = -5000; my $baseY = -5000; my $totalDev = 0; if( @ARGV != 1 ){ die "specify a threshold value" } my $devThreshold = $ARGV[0]; my $dimShiftX = 150; my $dimShiftY = 150; while(1) { open(HD,"$file") or die "can't open file";   my $line = <HD>;   chomp($line);   $line =~ s/\(//g;   $line =~ s/\)//g;   $line =~ s/\,/ /g;   my( $x, $y ) = split " ", $line;

正如您所见，初始的程序设置几乎与 hdaps 内核代码完全相同。正则表达式和 split 命令仅将 x 值和 y 值从 (5,4) 更改为 5 和 4。程序的其余部分实质上也是相同的：
清单 11. 用于检测震动的 Perl 脚本，第 2 部分

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if( $x != 0 >> $y != 0 )   {    if( $baseX == -5000 )    {     $baseX = $x;     $baseY = $y;    }    if( abs($baseX - $x) > $dimShiftX || abs($baseY - $y) > $dimShiftY )    {     $totalDev += abs($baseX -$x);     $totalDev += abs($baseY -$y);     $baseX = $x;     $baseY = $y;    }    if( $totalDev > $devThreshold )    {     print "threshold passed $totalDev\n";     my $res=`/sbin/shutdown -h 1`;    }   } close(HD); }

请注意 shutdown -h 1 命令。这将给用户提供 60 秒的时间更改方法并发出关闭中止。更改此命令以运行您最喜欢的邮件程序，用户滥用设备时可以让系统管理员知道此情况。将消息记录到系统日志中，或让 PC 扬声器发出声响以便对获得的物理输入发出即时用户反馈。用 perl shakeShutdown.lp 1000 命令运行脚本。偏差阈值变得更小，因为加速度传感器的每次读取间隔与内核空间的每次读取间隔比较而言减少了。
修改空间移位参数和偏差阈值可以提供有益的对内核空间外部的物理活动的额外监视。例如，要采集 “行走” 行为的数据，需要将空间移位参数设为大约 20，并将偏差阈值设为大约 5000。这将检测到大约 63 个双坐标轴空间移位，这与膝上型计算机在处于运行状态时被放在典型的单肩背膝上型计算机包中的情况一致。检测到这种长距离行走后（不同于从办公位置到会议室的短距离行走），计算机将进入关闭程序以避免过热，因为空气在背包中不流通。修改空间移位参数使其具有高灵敏度，任何较大的撞击、坠落或震动都会被记录下来。
结束语通过使用针对用户空间和内核级代码的这些简单算法，现在能够检测、记录和响应来自用户的各种物理输入。使用这些代码示例，从根据连续的加速度计算出来的高度修改硬盘性能参数，到丈量从办公位置到会议室的距离，并将其用邮件发送给空间规划师，您都可以应对自如。