Linux0.11内核源码解析-block_dev.c

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block_dev.c 文件的作用

 int block_write(int dev, long * pos, char * buf, int count)

int block_read(int dev, unsigned long * pos, char * buf, int count)

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block_dev.c 文件的作用

block_dev.c 文件就包含两个函数，分别是block_read和block_write函数，提供给read和write系统调用

块读写数据是操作指针图

 int block_write(int dev, long * pos, char * buf, int count)

代码首先根据位置指针将其右移 BLOCK_SIZE_BITS 位，得到块号（block），然后使用与运算将其与 (BLOCK_SIZE-1) 进行按位与操作，以获取在块内的偏移量（offset）。

进入循环，只要还有待写入的字节数（count>0），就执行以下步骤：

将 chars 设置为当前块剩余的字符数（BLOCK_SIZE - offset）。如果 chars 大于 count，则将 chars 设置为 count，以确保不会写入超过指定字节数的数据。

根据 chars 的值选择不同的读取策略：

如果 chars 等于块大小（BLOCK_SIZE），则调用 getblk 函数从设备上获取单个块，并将返回的缓冲头结构体赋给 bh。

如果 chars 不等于块大小，则调用 breada 函数异步地读取多个块，并将返回的缓冲头结构体赋给 bh。

增加块号的值，将 p 设置为偏移量加上缓冲区数据的地址，并将偏移量 offset 重置为 0。

更新位置指针（*pos）的值，增加已写入的字节数（written），减少待写入的字节数（count）。

使用 get_fs_byte 函数从用户空间的缓冲区（buf）逐个字符地读取数据，并将其写入内核空间的缓冲区（p）。循环会自减 chars 直到为 0。

将缓冲头结构体（bh）的 b_dirt 标志设置为 1，表示该块已被修改。

调用 brelse 函数释放之前获取的缓冲头结构体（bh）。

最后，函数返回已写入的总字节数（written）

int block_write(int dev, long * pos, char * buf, int count)
{
	int block = *pos >> BLOCK_SIZE_BITS;//右移10bit获取获取block号
	int offset = *pos & (BLOCK_SIZE-1);//与运算获取块内偏移量
	int chars;
	int written = 0;
	struct buffer_head * bh;
	register char * p;

	while (count>0) {
		chars = BLOCK_SIZE - offset;
		if (chars > count)
			chars=count;
		if (chars == BLOCK_SIZE)
			bh = getblk(dev,block);//完整的块
		else
			bh = breada(dev,block,block+1,block+2,-1);//读取设备上的多个块，预读后续几个block提高性能，并返回缓冲头结构体
		block++;
		if (!bh)
			return written?written:-EIO;
		p = offset + bh->b_data;
		offset = 0;
		*pos += chars;
		written += chars;
		count -= chars;
		while (chars-->0)
			*(p++) = get_fs_byte(buf++);
		bh->b_dirt = 1;
		brelse(bh);
	}
	return written;
}

int block_read(int dev, unsigned long * pos, char * buf, int count)

首先将位置指针右移 BLOCK_SIZE_BITS 位，以获取块号（block），然后使用与运算获取在块内的偏移量（offset）。

进入循环，只要还有待读取的字节数（count>0），就会执行以下步骤：

将 chars 设置为当前块剩余的字符数（BLOCK_SIZE - offset），如果此值大于 count，则将其设置为 count。

调用 breada 函数以异步地读取设备上的多个块，并将返回的缓冲头结构体赋给 bh。如果读取失败，则根据 read 的值判断是否已经读取过数据，如果是则返回 read，否则返回 -EIO 表示 I/O 错误。

增加 block 的值，将 p 指向缓冲区起始位置加上偏移量（offset）的地址，并将 offset 重置为 0。

更新位置指针（*pos）的值，增加已读取的字节数（read），减少待读取的字节数（count）。

使用 put_fs_byte 函数将内核空间的字符复制到用户空间的缓冲区（buf）。这个过程会逐个字符地从 p 指向的地址复制到 buf 指向的地址，并同时自增 p 和 buf 的指针。循环将重复执行 chars 次。

调用 brelse 函数释放之前获取的缓冲头结构体（bh）。

最后，函数返回已读取的总字节数（read）。

int block_read(int dev, unsigned long * pos, char * buf, int count)
{
	int block = *pos >> BLOCK_SIZE_BITS;
	int offset = *pos & (BLOCK_SIZE-1);
	int chars;
	int read = 0;
	struct buffer_head * bh;
	register char * p;

	while (count>0) {
		chars = BLOCK_SIZE-offset;
		if (chars > count)
			chars = count;
		if (!(bh = breada(dev,block,block+1,block+2,-1)))
			return read?read:-EIO;
		block++;
		p = offset + bh->b_data;
		offset = 0;
		*pos += chars;
		read += chars;
		count -= chars;
		while (chars-->0)
			put_fs_byte(*(p++),buf++);
		brelse(bh);
	}
	return read;
}