super.c

LINUX 0.11版内核代码。 并有代码分析说明。

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

/*
* super.c contains code to handle the super-block tables.
*/
#include <linux/config.h>	// 内核配置头文件。定义键盘语言和硬盘类型（HD_TYPE）可选项。
#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/system.h>		// 系统头文件。定义了设置或修改描述符/中断门等的嵌入式汇编宏。

#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 <sys/stat.h>		// 文件状态头文件。含有文件或文件系统状态结构stat{}和常量。

int sync_dev (int dev);		// 对指定设备执行高速缓冲与设备上数据的同步操作。(fs/buffer.c,59)
void wait_for_keypress (void);	// 等待击键。(kernel/chr_drv/tty_io.c, 140)

/* set_bit()使用了setb 指令，因为汇编编译器gas 不能识别指令setc */
//// 测试指定位偏移处比特位的值(0 或1)，并返回该比特位值。(应该取名为test_bit()更妥帖)
// 嵌入式汇编宏。参数bitnr 是比特位偏移值，addr 是测试比特位操作的起始地址。
// %0 - ax(__res)，%1 - 0，%2 - bitnr，%3 - addr
/*#define set_bit(bitnr,addr) ({ \
register int __res __asm__( "ax"); \
__asm__( "bt %2,%3;setb %%al": "=a" (__res): "a" (0), "r" (bitnr), "m" (*(addr))); \
__res; })*/
extern _inline int set_bit(int bitnr,char* addr)
{
//	register int __res;
	_asm{
		xor eax,eax
		mov ebx,bitnr
		mov edx,addr
		bt [edx],ebx
		setb al
//		mov __res,eax
	}
//	return __res;
}

struct super_block super_block[NR_SUPER] = {0};	// 超级块结构数组（共8 项）。
/* this is initialized in init/main.c */
/* ROOT_DEV 已在init/main.c 中被初始化 */
int ROOT_DEV;

//// 锁定指定的超级块。
static void
lock_super (struct super_block *sb)
{
	cli ();			// 关中断。
	while (sb->s_lock)		// 如果该超级块已经上锁，则睡眠等待。
		sleep_on (&(sb->s_wait));
	sb->s_lock = 1;		// 给该超级块加锁（置锁定标志）。
	sti ();			// 开中断。
}

//// 对指定超级块解锁。（如果使用ulock_super 这个名称则更妥帖）。
static void
free_super (struct super_block *sb)
{
	cli ();			// 关中断。
	sb->s_lock = 0;		// 复位锁定标志。
	wake_up (&(sb->s_wait));	// 唤醒等待该超级块的进程。
	sti ();			// 开中断。
}

//// 睡眠等待超级块解锁。
static void
wait_on_super (struct super_block *sb)
{
	cli ();			// 关中断。
	while (sb->s_lock)		// 如果超级块已经上锁，则睡眠等待。
		sleep_on (&(sb->s_wait));
	sti ();			// 开中断。
}

//// 取指定设备的超级块。返回该超级块结构指针。
struct super_block *
get_super (int dev)
{
	struct super_block *s;

// 如果没有指定设备，则返回空指针。
	if (!dev)
		return NULL;
// s 指向超级块数组开始处。搜索整个超级块数组，寻找指定设备的超级块。
	s = 0 + super_block;
	while (s < NR_SUPER + super_block)
// 如果当前搜索项是指定设备的超级块，则首先等待该超级块解锁（若已经被其它进程上锁的话）。
// 在等待期间，该超级块有可能被其它设备使用，因此此时需再判断一次是否是指定设备的超级块，
// 如果是则返回该超级块的指针。否则就重新对超级块数组再搜索一遍，因此s 重又指向超级块数组
// 开始处。
	if (s->s_dev == dev)
	{
		wait_on_super (s);
		if (s->s_dev == dev)
			return s;
		s = 0 + super_block;
// 如果当前搜索项不是，则检查下一项。如果没有找到指定的超级块，则返回空指针。
	}
	else
		s++;
	return NULL;
}

//// 释放指定设备的超级块。
// 释放设备所使用的超级块数组项（置s_dev=0），并释放该设备i 节点位图和逻辑块位图所占用
// 的高速缓冲块。如果超级块对应的文件系统是根文件系统，或者其i 节点上已经安装有其它的文件
// 系统，则不能释放该超级块。
void
put_super (int dev)
{
	struct super_block *sb;
//  struct m_inode *inode;
	int i;

// 如果指定设备是根文件系统设备，则显示警告信息“根系统盘改变了，准备生死决战吧”，并返回。
	if (dev == ROOT_DEV)
	{
		printk ("root diskette changed: prepare for armageddon\n\r");
		return;
	}
// 如果找不到指定设备的超级块，则返回。
	if (!(sb = get_super (dev)))
		return;
// 如果该超级块指明本文件系统i 节点上安装有其它的文件系统，则显示警告信息，返回。
	if (sb->s_imount)
	{
		printk ("Mounted disk changed - tssk, tssk\n\r");
		return;
	}
// 找到指定设备的超级块后，首先锁定该超级块，然后置该超级块对应的设备号字段为0，也即即将
// 放弃该超级块。
	lock_super (sb);
	sb->s_dev = 0;
// 然后释放该设备i 节点位图和逻辑块位图在缓冲区中所占用的缓冲块。
	for (i = 0; i < I_MAP_SLOTS; i++)
		brelse (sb->s_imap[i]);
	for (i = 0; i < Z_MAP_SLOTS; i++)
		brelse (sb->s_zmap[i]);
// 最后对该超级块解锁，并返回。
	free_super (sb);
	return;
}

//// 从设备上读取超级块到缓冲区中。
// 如果该设备的超级块已经在高速缓冲中并且有效，则直接返回该超级块的指针。
static struct super_block *
read_super (int dev)
{
	struct super_block *s;
	struct buffer_head *bh;
	int i, block;

// 如果没有指明设备，则返回空指针。
	if (!dev)
		return NULL;
// 首先检查该设备是否可更换过盘片（也即是否是软盘设备），如果更换过盘，则高速缓冲区有关该
// 设备的所有缓冲块均失效，需要进行失效处理（释放原来加载的文件系统）。
	check_disk_change (dev);
// 如果该设备的超级块已经在高速缓冲中，则直接返回该超级块的指针。
	if (s = get_super (dev))
		return s;
// 否则，首先在超级块数组中找出一个空项(也即其s_dev=0 的项)。如果数组已经占满则返回空指针。
	for (s = 0 + super_block;; s++)
	{
		if (s >= NR_SUPER + super_block)
			return NULL;
		if (!s->s_dev)
			break;
	}
// 找到超级块空项后，就将该超级块用于指定设备，对该超级块的内存项进行部分初始化。
	s->s_dev = dev;
	s->s_isup = NULL;
	s->s_imount = NULL;
	s->s_time = 0;
	s->s_rd_only = 0;
	s->s_dirt = 0;
// 然后锁定该超级块，并从设备上读取超级块信息到bh 指向的缓冲区中。如果读超级块操作失败，
// 则释放上面选定的超级块数组中的项，并解锁该项，返回空指针退出。
	lock_super (s);
	if (!(bh = bread (dev, 1)))
	{
		s->s_dev = 0;
		free_super (s);
		return NULL;
	}
// 将设备上读取的超级块信息复制到超级块数组相应项结构中。并释放存放读取信息的高速缓冲块。
	*((struct d_super_block *) s) = *((struct d_super_block *) bh->b_data);
	brelse (bh);
// 如果读取的超级块的文件系统魔数字段内容不对，说明设备上不是正确的文件系统，因此同上面
// 一样，释放上面选定的超级块数组中的项，并解锁该项，返回空指针退出。
// 对于该版linux 内核，只支持minix 文件系统版本1.0，其魔数是0x137f。
	if (s->s_magic != SUPER_MAGIC)
	{
		s->s_dev = 0;
		free_super (s);
		return NULL;
	}
// 下面开始读取设备上i 节点位图和逻辑块位图数据。首先初始化内存超级块结构中位图空间。
	for (i = 0; i < I_MAP_SLOTS; i++)
		s->s_imap[i] = NULL;
	for (i = 0; i < Z_MAP_SLOTS; i++)
		s->s_zmap[i] = NULL;
// 然后从设备上读取i 节点位图和逻辑块位图信息，并存放在超级块对应字段中。
	block = 2;
	for (i = 0; i < s->s_imap_blocks; i++)
		if (s->s_imap[i] = bread (dev, block))