file_dev.c

LINUX 0.11版内核代码。 并有代码分析说明。

/* passed
 *  linux/fs/file_dev.c
 *
 *  (C) 1991  Linus Torvalds
 */
#include <set_seg.h>

#include <errno.h>// 错误号头文件。包含系统中各种出错号。(Linus 从minix 中引进的)
#include <fcntl.h>// 文件控制头文件。用于文件及其描述符的操作控制常数符号的定义。

#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/kernel.h>// 内核头文件。含有一些内核常用函数的原形定义。
#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。

#define MIN(a,b) (((a)<(b))?(a):(b))	// 取a,b 中的最小值。
#define MAX(a,b) (((a)>(b))?(a):(b))	// 取a,b 中的最大值。

//// 文件读函数- 根据i 节点和文件结构，读设备数据。
// 由i 节点可以知道设备号，由filp 结构可以知道文件中当前读写指针位置。buf 指定用户态中
// 缓冲区的位置，count 为需要读取的字节数。返回值是实际读取的字节数，或出错号(小于0)。
int file_read(struct m_inode * inode, struct file * filp, char * buf, int count)
{
	int left,chars,nr;
	struct buffer_head * bh;

// 若需要读取的字节计数值小于等于零，则返回。
	if ((left=count)<=0)
		return 0;
// 若还需要读取的字节数不等于0，就循环执行以下操作，直到全部读出。
	while (left) {
// 根据i 节点和文件表结构信息，取数据块文件当前读写位置在设备上对应的逻辑块号nr。若nr 不
// 为0，则从i 节点指定的设备上读取该逻辑块，如果读操作失败则退出循环。若nr 为0，表示指定
// 的数据块不存在，置缓冲块指针为NULL。
		if (nr = bmap(inode,(filp->f_pos)/BLOCK_SIZE)) {
			if (!(bh=bread(inode->i_dev,nr)))
				break;
		} else
			bh = NULL;
// 计算文件读写指针在数据块中的偏移值nr，则该块中可读字节数为(BLOCK_SIZE-nr)，然后与还需
// 读取的字节数left 作比较，其中小值即为本次需读的字节数chars。若(BLOCK_SIZE-nr)大则说明
// 该块是需要读取的最后一块数据，反之则还需要读取一块数据。
		nr = filp->f_pos % BLOCK_SIZE;
		chars = MIN( BLOCK_SIZE-nr , left );
// 调整读写文件指针。指针前移此次将读取的字节数chars。剩余字节计数相应减去chars。
		filp->f_pos += chars;
		left -= chars;
// 若从设备上读到了数据，则将p 指向读出数据块缓冲区中开始读取的位置，并且复制chars 字节
// 到用户缓冲区buf 中。否则往用户缓冲区中填入chars 个0 值字节。
		if (bh) {
			char * p = nr + bh->b_data;
			while (chars-->0)
				put_fs_byte(*(p++),buf++);
			brelse(bh);
		} else {
			while (chars-->0)
				put_fs_byte(0,buf++);
		}
	}
// 修改该i 节点的访问时间为当前时间。返回读取的字节数，若读取字节数为0，则返回出错号。
	inode->i_atime = CURRENT_TIME;
	return (count-left)?(count-left):-ERROR;
}

//// 文件写函数- 根据i 节点和文件结构信息，将用户数据写入指定设备。
// 由i 节点可以知道设备号，由filp 结构可以知道文件中当前读写指针位置。buf 指定用户态中
// 缓冲区的位置，count 为需要写入的字节数。返回值是实际写入的字节数，或出错号(小于0)。
int file_write(struct m_inode * inode, struct file * filp, char * buf, int count)
{
	off_t pos;
	int block,c;
	struct buffer_head * bh;
	char * p;
	int i=0;

/*
 * ok，当许多进程同时写时，append 操作可能不行，但那又怎样。不管怎样那样做会
 * 导致混乱一团。
 */
// 如果是要向文件后添加数据，则将文件读写指针移到文件尾部。否则就将在文件读写指针处写入。
	if (filp->f_flags & O_APPEND)
		pos = inode->i_size;
	else
		pos = filp->f_pos;
// 若已写入字节数i 小于需要写入的字节数count，则循环执行以下操作。
	while (i<count) {
// 创建数据块号(pos/BLOCK_SIZE)在设备上对应的逻辑块，并返回在设备上的逻辑块号。如果逻辑
// 块号=0，则表示创建失败，退出循环。
		if (!(block = create_block(inode,pos/BLOCK_SIZE)))
			break;
// 根据该逻辑块号读取设备上的相应数据块，若出错则退出循环。
		if (!(bh=bread(inode->i_dev,block)))
			break;
// 求出文件读写指针在数据块中的偏移值c，将p 指向读出数据块缓冲区中开始读取的位置。置该
// 缓冲区已修改标志。
		c = pos % BLOCK_SIZE;
		p = c + bh->b_data;
		bh->b_dirt = 1;
// 从开始读写位置到块末共可写入c=(BLOCK_SIZE-c)个字节。若c 大于剩余还需写入的字节数
// (count-i)，则此次只需再写入c=(count-i)即可。
		c = BLOCK_SIZE-c;
		if (c > count-i) c = count-i;
// 文件读写指针前移此次需写入的字节数。如果当前文件读写指针位置值超过了文件的大小，则
// 修改i 节点中文件大小字段，并置i 节点已修改标志。
		pos += c;
		if (pos > inode->i_size) {
			inode->i_size = pos;
			inode->i_dirt = 1;
		}
// 已写入字节计数累加此次写入的字节数c。从用户缓冲区buf 中复制c 个字节到高速缓冲区中p
// 指向开始的位置处。然后释放该缓冲区。
		i += c;
		while (c-->0)
			*(p++) = get_fs_byte(buf++);
		brelse(bh);
	}
// 更改文件修改时间为当前时间。
	inode->i_mtime = CURRENT_TIME;
// 如果此次操作不是在文件尾添加数据，则把文件读写指针调整到当前读写位置，并更改i 节点修改
// 时间为当前时间。
	if (!(filp->f_flags & O_APPEND)) {
		filp->f_pos = pos;
		inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
	}
// 返回写入的字节数，若写入字节数为0，则返回出错号-1。
	return (i?i:-1);
}