pipe.c

linux 0.11 内核源码。kernel-011-src.tar

/*
* linux/fs/pipe.c
*
* (C) 1991 Linus Torvalds
*/

#include <signal.h> // 信号头文件。定义信号符号常量，信号结构以及信号操作函数原型。

#include <linux/sched.h> // 调度程序头文件，定义了任务结构task_struct、初始任务0 的数据，
// 还有一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句。
#include <linux/mm.h> /* for get_free_page */ /* 使用其中的get_free_page */
// 内存管理头文件。含有页面大小定义和一些页面释放函数原型。
#include <asm/segment.h> // 段操作头文件。定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数。

//// 管道读操作函数。
// 参数inode 是管道对应的i 节点，buf 是数据缓冲区指针，count 是读取的字节数。
int read_pipe(struct m_inode * inode, char * buf, int count)
{
int chars, size, read = 0;

// 若欲读取的字节计数值count 大于0，则循环执行以下操作。
while (count>0) {
// 若当前管道中没有数据(size=0)，则唤醒等待该节点的进程，如果已没有写管道者，则返回已读
// 字节数，退出。否则在该i 节点上睡眠，等待信息。
while (!(size=PIPE_SIZE(*inode))) {
wake_up(&inode->i_wait);
管道缓冲区长度(PAGE_SIZE)
管道数据长度(PIPE_SIZE)
尾指针tail
(i_zone[1])
头指针head
(i_zone[0])
缓冲区指针
(i_size)
if (inode->i_count != 2) /* are there any writers? */
return read;
sleep_on(&inode->i_wait);
}
// 取管道尾到缓冲区末端的字节数chars。如果其大于还需要读取的字节数count，则令其等于count。
// 如果chars 大于当前管道中含有数据的长度size，则令其等于size。
chars = PAGE_SIZE-PIPE_TAIL(*inode);
if (chars > count)
chars = count;
if (chars > size)
chars = size;
// 读字节计数减去此次可读的字节数chars，并累加已读字节数。
count -= chars;
read += chars;
// 令size 指向管道尾部，调整当前管道尾指针（前移chars 字节）。
size = PIPE_TAIL(*inode);
PIPE_TAIL(*inode) += chars;
PIPE_TAIL(*inode) &= (PAGE_SIZE-1);
// 将管道中的数据复制到用户缓冲区中。对于管道i 节点，其i_size 字段中是管道缓冲块指针。
while (chars-->0)
put_fs_byte(((char *)inode->i_size)[size++],buf++);
}
// 唤醒等待该管道i 节点的进程，并返回读取的字节数。
wake_up(&inode->i_wait);
return read;
}

//// 管道写操作函数。
// 参数inode 是管道对应的i 节点，buf 是数据缓冲区指针，count 是将写入管道的字节数。
int write_pipe(struct m_inode * inode, char * buf, int count)
{
int chars, size, written = 0;

// 若将写入的字节计数值count 还大于0，则循环执行以下操作。
while (count>0) {
// 若当前管道中没有已经满了(size=0)，则唤醒等待该节点的进程，如果已没有读管道者，则向进程
// 发送SIGPIPE 信号，并返回已写入的字节数并退出。若写入0 字节，则返回-1。否则在该i 节点上
// 睡眠，等待管道腾出空间。
while (!(size=(PAGE_SIZE-1)-PIPE_SIZE(*inode))) {
wake_up(&inode->i_wait);
if (inode->i_count != 2) { /* no readers */
current->signal |= (1<<(SIGPIPE-1));
return written?written:-1;
}
sleep_on(&inode->i_wait);
}
// 取管道头部到缓冲区末端空间字节数chars。如果其大于还需要写入的字节数count，则令其等于
// count。如果chars 大于当前管道中空闲空间长度size，则令其等于size。
chars = PAGE_SIZE-PIPE_HEAD(*inode);
if (chars > count)
chars = count;
if (chars > size)
chars = size;
// 写入字节计数减去此次可写入的字节数chars，并累加已写字节数到written。
count -= chars;
written += chars;
// 令size 指向管道数据头部，调整当前管道数据头部指针（前移chars 字节）。
size = PIPE_HEAD(*inode);
PIPE_HEAD(*inode) += chars;
PIPE_HEAD(*inode) &= (PAGE_SIZE-1);
// 从用户缓冲区复制chars 个字节到管道中。对于管道i 节点，其i_size 字段中是管道缓冲块指针。
while (chars-->0)
((char *)inode->i_size)[size++]=get_fs_byte(buf++);
}
// 唤醒等待该i 节点的进程，返回已写入的字节数，退出。
wake_up(&inode->i_wait);
return written;
}

//// 创建管道系统调用函数。
// 在fildes 所指的数组中创建一对文件句柄(描述符)。这对文件句柄指向一管道i 节点。fildes[0]
// 用于读管道中数据，fildes[1]用于向管道中写入数据。
// 成功时返回0，出错时返回-1。
int sys_pipe(unsigned long * fildes)
{
struct m_inode * inode;
struct file * f[2];
int fd[2];
int i,j;

// 从系统文件表中取两个空闲项（引用计数字段为0 的项），并分别设置引用计数为1。
j=0;
for(i=0;j<2 && i<NR_FILE;i++)
if (!file_table[i].f_count)
(f[j++]=i+file_table)->f_count++;
// 如果只有一个空闲项，则释放该项(引用计数复位)。
if (j==1)
f[0]->f_count=0;
// 如果没有找到两个空闲项，则返回-1。
if (j<2)
return -1;
// 针对上面取得的两个文件结构项，分别分配一文件句柄，并使进程的文件结构指针分别指向这两个
// 文件结构。
j=0;
for(i=0;j<2 && i<NR_OPEN;i++)
if (!current->filp[i]) {
current->filp[ fd[j]=i ] = f[j];
j++;
}
// 如果只有一个空闲文件句柄，则释放该句柄。
if (j==1)
current->filp[fd[0]]=NULL;
// 如果没有找到两个空闲句柄，则释放上面获取的两个文件结构项（复位引用计数值），并返回-1。
if (j<2) {
f[0]->f_count=f[1]->f_count=0;
return -1;
}
// 申请管道i 节点，并为管道分配缓冲区（1 页内存）。如果不成功，则相应释放两个文件句柄和文
// 件结构项，并返回-1。
if (!(inode=get_pipe_inode())) {
current->filp[fd[0]] =
current->filp[fd[1]] = NULL;
f[0]->f_count = f[1]->f_count = 0;
return -1;
}
// 初始化两个文件结构，都指向同一个i 节点，读写指针都置零。第1 个文件结构的文件模式置为读，
// 第2 个文件结构的文件模式置为写。
f[0]->f_inode = f[1]->f_inode = inode;
f[0]->f_pos = f[1]->f_pos = 0;
f[0]->f_mode = 1; /* read */
f[1]->f_mode = 2; /* write */
// 将文件句柄数组复制到对应的用户数组中，并返回0，退出。
put_fs_long(fd[0],0+fildes);
put_fs_long(fd[1],1+fildes);
return 0;
}