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| FreeBSD 核心 (2) |
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执行read()后，vn_read()向struct file设定登记的文件的读写位置，然后调用VOP_READ()。 根据读出来的byte数，读写位置相应增加。 VOP_READ()的call routine则是与v-node有关，就象下图一样。 vn_read() 文字型/块型 | /------------------ | | file/directory spec_read() ---------ffs_read()-------VOP_READ() block型 | | /---------------|char型 | bread() device driver bread() | | spec_strategy() ---------------ufs_strategy() --VOP_STRATEGY() | | | | | | device driver spec_strategy() -------------/ | | device driver 。普通的file/directory 调用ffs_read()(@ufs/ufs/ufs_readwrite.c)。对应指定的读写位置，计算block 的位置，然后用bread()读出来。读出来的数据送到进程所准备的缓冲区。从bread() 传递过来的block并不是物理block的位置，而是把file作为block列的一个理论值。 从理论块到物理块的变换由VOP_STARATEGY()完成。也就是说，ufs_strategy()先把 文件内位置转化为物理block位置，然后从v-node记录的i-node把表示物理设备的 v-node 去出来，这个VOP_STRATEGY就调用spec()(@miscfs/specfs/spec_vnops.c) 让它进行输入要求。 。特殊设备文件 通过调用spec_read()(@miscfs/specfs/spec_vnops.c),把它分为文字型和块型两类。 文字型 调用device driver的输入routine 块型 通过bread()进行输入处理 对文件的系统调用write()的场合也是类似的处理流程(ufs_write()->bwrite()), ufs_write()则要考虑到文件大小的延伸。 FreeBSD核心探讨.8.驱动程序篇 2.3 Device Driver 进程的io要求到这里说的差不多了。上面也解说了对于文字型，块型的驱动程序接口，就 是dev_spec_vnodeop_opv_desc里定义的子函数那些。参考设备驱动程序，在sys/conf.h 里定义的结构体。block型是 struct bdevsw{ d_open_t *d_open; d_close_t *d_close; d_strategy_t *d_strategy; d_ioctl_t *d_ioctl; d_dump_t *d_dump; d_psize_t *d_psize; /*得到容量*/ int *d_flags; char *d_name; /*device 名*/ struct cdesw *d_cdev; /*对应的文字型*/ int d_maj; /*major号*/ } 文字型的则是 struct cdevsw{ d_open_t *d_open; d_close_t *d_close; d_read_t *d_read; /* rawread() */ d_write_t *d_write; /* rawwrite()*/ d_ioctl_t *d_ioctl; d_stop_t *d_stop; /* nostop()*/ d_reset_t *d_reset; /* nullreset()*/ d_devtotty_t *d_devtotty; /* nodevtotty*/ d_select_t *d_select; /* deltrue*/ d_mmap_t *d_mmap; /* nommap*/ d_strategy_t *d_strategy char *d_name; /*device名*/ struct bdevsw *d_bdev; /*对应block型*/ int d_may; /*major号*/ } 两方面共同的部分有 xx_open(dev_t dev,int oflags,int devtype,struct proc *p) xx_close(dev_t dev,int fflag,int devtype,struct proc *p) xx_ioctl(dev_t dev,int cmd,caddr_t data,int fflag,struct proc *p) xx_open()用于打开device号的设备。xx_close()则用于关闭它。xx_ioctl()则对设备的 动作状态，机能的取得，设置等进行控制，它通过int cmd命令和参数caddr_t data对之 进行处理。xx_open()的oflags则是系统调用open()里指定的标志。xx_close()和 xx_ioctl()的fflag是每个文件描述符设定的标志。int devtype用来区别设备类型是文 字型的还是块型的。struct proc *p是本次要求的进程号。 在文字型的操作里，有这三个函数 xx_read(dev_t dev,struct uio *uio,int ioflag) xx_write(dev_t dev,struct uio *uio,int ioflag) xx_select(dev_t dev,int which, struct proc *p) xx_read()/xx_write()是对device号的io，struct uio *uio 是io的buffer，int ioflag 标志io动作的option。例如，输入data没准备好的场合不用进入等待状态也可以。 xx_select()检查是否可以进行io要求。 在块设备的操作中,有一个函数 xx_strategy(struct buf *bp) 它处理io要求。struct buf *bp里面包含着device号，输入还是输出，io的buffer等。 device号中的major号，对文字型的struct cdevsw *cdevsw[],对块型的struct bdevsw *bdevsw[]，作为配列的添加字使用。向这些配列登记，就可以调出device driver 的登记routine。 对cdevsw[]登记的过程在kern/kern_conf.c,它使用 int cdevsw_add( dev_t *descrip, /*收集device号的变量的指针*/ struct cdevsw *newentry,/*设置struct cdevsw的指针*/ struct cdevsw **oldentry,/*旧的设定内容的返回领域*/ ) 另一方面，对bdevsw[]的登记过程则使用 int bdevsw_add_generic( int bdev, /*block型的major号*/ int cdev, /*文字型的major浩*/ struct bdevsw *bdevsw, /*设定struct bdevsw的指针，对应d_cdev*/ ) block型的device和char型的device有着一定的对应关系。这些结构体相互参考。 bdevsw_add_generic()从block的结构体开始，对作为char型的device的结构体进行初始化。 还有，network interface的devive driver,并没有向cdevsw[]和bdevsw[]登记。而且也没有 device号。网络间的package流，和进程间与网络间的package流也没有特别指明。 调用登记routine的时候，可以把文件系统的modules作为特殊设备文件参考。登记 routine在什么地方都可以调用。 。main()(@kern/init_mail.c)的初始化过程中登记的routine调用的时候，各个 device driver的modules里由宏SYSINIT()准备进行。 。确认device driver里的io设备的存在的时候，调用登记routine。 当调用登记程序段的时候，如果major号和/dev/MAKEDEV的major号有冲突的时候， 就调用全部无关性device file的处理routine，也可能没有预期的的灾难事情。还有别的 以外事情，就是当/dev里没有对应的特殊设备文件的时候，也就不能从进程进行参考。 FreeBSD核心探讨.9.驱动程序篇 2.3.1驱动程序初始化 从文件系统的模块可以看出来，如果要对驱动程序的物理设备进行io,必须 先对它们进行初始化，否则不能处理process的io。核心初始化的过程里，一共登记 了两个基本的操作过程。 1.probe 确认io设备 2.attach 设置device driver内部的数据结构，使它能够对io设备 进行操作。登记中断子程序。 在device driver中的处理过程有： 1.i/o地址 i/o命令使用的地址，使io设备的控制硬件和数据交换。 2.中断号 io设备的状态变化的时候，向cpu发出通知。 3.共有内存地址 根据设备的不同，使用一部分内存空间进行cpu和数据的交换。 4.DMA通道 不用通过cpu做中介，设备和内存直接交换数据时候采用的通道的识别号。 cpu可以在数据传送的时候同时执行它的机器语言。 前两种是必须有的。设备根据他连接的总线设备不一样，处理过程也 |
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