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介绍linux下文件和设备编程

jmp 9f<p>
ALIGN<br>
reschedule:<br>
pushl $ret_from_sys_call<br>
&nbsp; jmp SYMBOL_NAME(schedule)&nbsp;&nbsp;&nbsp; # test<p>
另外，一些与时钟中断及bottom half机制有关的数据结构介绍如下：<br>
#define&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; HZ&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 100<br>
unsigned long volatile jiffies=0;<br>
系统每隔10ms自动把它加1，它是核心系统计时的单位。<br>
enum {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; TIMER_BH = 0,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CONSOLE_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; TQUEUE_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; DIGI_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; SERIAL_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; RISCOM8_BH,<br>
SPECIALIX_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; BAYCOM_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; NET_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; IMMEDIATE_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; KEYBOARD_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CYCLADES_BH,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; CM206_BH<br>
};<br>
现在只定义了13个bottom half队列，将来可扩充到32个队列。<br>
unsigned long intr_count = 0;<br>
相当于信号量的作用。只有其等于0，才可以do_bottom_half。<br>
int bh_mask_count[32];<br>
用来计算bottom half队列被屏蔽的次数。只有某队列的bh_mask_count数为0，才能enable该队列。<br>
unsigned long bh_active = 0;<br>
bh_active是32位长整数，每一位表示一个bottom half队列，该位置1，表示该队列处于激活状态，随时准备在CPU认为合适的时候执行该队列的服务，置0则相反。<br>
unsigned long bh_mask = 0;<br>
bh_mask也是32位长整数，每一位对应一个bottom half队列，该位置1，表示该队列可用，并把处理函数的入口地址赋给bh_base，置0则相反。<br>
void (*bh_base[32])(void);<br>
bottom half服务函数入口地址数组。定时器处理函数拥有最高的优先级，它的地址存放在bh_base[0]，总是最先执行它所指向的函数。<p>
我们注意到，在IRQ#_interrupt和fast_IRQ#_interrupt中断函数处理返回前，都通过语句jmp ret_from_sys_call，跳到系统调用的返回处（见irq.h），如果bottom half队列不为空，则在那里做类似：<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (bh_active &amp; bh_mask) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; intr_count = 1;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; do_bottom_half();<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; intr_count = 0;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }(该判断的汇编代码见Entry.S)<br>
的判断，调用do_bottom_half()函数。<br>
在CPU调度时，通过schedule函数执行上述的判断，再调用do_bottom_half()函数。<br>
总而言之，在下列三种时机：<br>
CPU调度时<br>
系统调用返回前<br>
中断处理返回前<br>
都会作判断调用do_bottom_half函数。Do_bottom_half函数依次扫描32个队列，找出需要服务的队列，执行服务后把对应该队列的bh_active的相应位置0。由于bh_active标志中TIMER_BH对应的bit为1，因而系统根据服务函数入口地址数组bh_base找到函数timer_bh()的入口地址，并马上执行该函数，在函数timer_bh中，调用函数run_timer_list（）和函数run_old_timers（）函数，定时执行服务。<p>
TVECS结构及其实现<br>
有关TVECS结构的一些数据结构定义如下：<p>
#define TVN_BITS 6<br>
#define TVR_BITS 8<br>
#define TVN_SIZE (1 &lt;&lt; TVN_BITS)<br>
#define TVR_SIZE (1 &lt;&lt; TVR_BITS)<br>
#define TVN_MASK (TVN_SIZE - 1)<br>
#define TVR_MASK (TVR_SIZE - 1)<p>
#define SLOW_BUT_DEBUGGING_TIMERS 0<p>
struct timer_vec {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int index;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct timer_list *vec[TVN_SIZE];<br>
};<br>
struct timer_vec_root {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int index;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct timer_list *vec[TVR_SIZE];<br>
};<p>
static struct timer_vec tv5 = { 0 };<br>
static struct timer_vec tv4 = { 0 };<br>
static struct timer_vec tv3 = { 0 };<br>
static struct timer_vec tv2 = { 0 };<br>
static struct timer_vec_root tv1 = { 0 };<p>
static struct timer_vec * const tvecs[] = {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (struct timer_vec *)&amp;tv1, &amp;tv2, &amp;tv3, &amp;tv4, &amp;tv5<br>
};<br>
#define NOOF_TVECS (sizeof(tvecs) / sizeof(tvecs[0]))<br>
static unsigned long timer_jiffies = 0;<p>
TVECS结构是一个元素个数为5的数组，分别指向tv1,tv2,tv3,tv4,tv5的地址。其中，tv1是结构timer_vec_root的变量，它有一个index域和有256个元素的指针数组，该数组的每个元素都是一条类型为timer_list的链表。其余四个元素都是结构timer_vec的变量，它们各有一个index域和64个元素的指针数组，这些数组的每个元素也都是一条链表。<p>
函数internal_add_timer(struct timer_list *timer)<p>
函数代码如下：<br>
static inline void internal_add_timer(struct timer_list *timer)<br>
{<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /*<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;  * must be cli-ed when calling this<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;  */<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned long expires = timer-&gt;expires;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned long idx = expires - timer_jiffies;<p>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (idx &lt; TVR_SIZE) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int i = expires &amp; TVR_MASK;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; insert_timer(timer, tv1.vec, i);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } else if (idx &lt; 1 &lt;&lt; (TVR_BITS + TVN_BITS)) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int i = (expires &gt;&gt; TVR_BITS) &amp; TVN_MASK;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; insert_timer(timer, tv2.vec, i);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } else if (idx &lt; 1 &lt;&lt; (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int i = (expires &gt;&gt; (TVR_BITS + TVN_BITS)) &amp; TVN_MASK;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; insert_timer(timer, tv3.vec, i);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } else if (idx &lt; 1 &lt;&lt; (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int i = (expires &gt;&gt; (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) &amp; TVN_MASK;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; insert_timer(timer, tv4.vec, i);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } else if (expires &lt; timer_jiffies) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* can happen if you add a timer with expires == jiffies,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;  * or you set a timer to go off in the past<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;  */<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; insert_timer(timer, tv1.vec, tv1.index);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } else if (idx &lt; 0xffffffffUL) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int i = (expires &gt;&gt; (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) &amp; TVN_MASK;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; insert_timer(timer, tv5.vec, i);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } else {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* Can only get here on architectures with 64-bit jiffies */<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; timer-&gt;next = timer-&gt;prev = timer;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }<br>
}<p>
&nbsp;&nbsp; expires<p>
<br>
在调用该函数之前，必须关中。对该函数的说明如下：<br>
取出要加进TVECS的timer的激发时间（expires），算出expires与timer_jiffies的差值idx，用来决定该插到哪个队列中去。<br>
若idx小于2^8，则取expires的第0位到第7位的值I，把timer加到tv1.vec中第I个链表的第一个表项之前。<br>
若idx小于2^14，则取expires的第8位到第13位的值I，把timer加到tv2.vec中第I个链表的第一个表项之前。<br>
若idx小于2^20，则取expires的第14位到第19位的值I，把timer加到tv3.vec中第I个链表的第一个表项之前。<br>
若idx小于2^26，则取expires的第20位到第25位的值I，把timer加到tv4.vec中第I个链表的第一个表项之前。<br>
若expires小于timer_jiffies，即idx小于0，则表明该timer到期，应该把timer放入tv1.vec中tv1.index指定的链表的第一个表项之前。<br>
若idx小于2^32，则取expires的第26位到第32位的值I，把timer加到tv5.vec中第I个链表的第一个表项之前。<br>
若idx大等于2^32，该情况只有在64位的机器上才有可能发生，在这种情况下，不把timer加入TVECS结构。<p>
函数cascade_timers(struct timer_vec *tv)<p>
该函数只是把tv-&gt;index指定的那条链表上的所有timer调用internal_add_timer()函数进行重新调整，这些timer将放入TVECS结构中比原来位置往前移一级，比如说，tv4上的timer将放到tv3上去，tv2上的timer将放到tv1上。这种前移是由run_timer_list函数里调用cascade_timers函数的时机来保证的。然后把该条链表置空，tv-&gt;index加1，若tv-&gt;index等于64，则重新置为0。<p>
函数run_timer_list()<p>
函数代码如下：<br>
static inline void run_timer_list(void)<br>
{<br>
cli();<br>
while ((long)(jiffies - timer_jiffies) &gt;= 0) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct timer_list *timer;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (!tv1.index) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int n = 1;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; do {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cascade_timers(tvecs[n]);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } while (tvecs[n]-&gt;index == 1 &amp;&amp; ++n &lt; NOOF_TVECS);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; }<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; while ((timer = tv1.vec[tv1.index])) {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; void (*fn)(unsigned long) = timer-&gt;function;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned long data = timer-&gt;data;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; detach_timer(timer);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; timer-&gt;next = timer-&gt;prev = NULL;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; sti();<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; fn(data);<br>