Linux-0.11 文件系统file_dev.c详解

模块简介

该文件主要提供了普通文件的读写方法file_read和file_write，这两个函数在系统调用_sys_read和sys_write中被调用。

函数详解

file_read

int file_read(struct m_inode * inode, struct file * filp, char * buf, int count)

该函数是文件读的函数。

首先定义了一些参数，这里不做介绍，下面用到时，再详解。

int left,chars,nr;
struct buffer_head * bh;

接着进行参数的校验， 如果入参count等于0， 代表不读任何数据，则直接返回0。

if ((left=count)<=0)
    return 0;

接下来，只要left值不为0，那么首先调用bmap函数(inode.c)获取当前文件指针指向的数据块磁盘上的位置nr(nr是绝对位置)。得到nr值之后，调用bread函数读取一个盘块的数据到bh块中。

while (left) {
    if ((nr = bmap(inode,(filp->f_pos)/BLOCK_SIZE))) {
        if (!(bh=bread(inode->i_dev,nr)))
            break;
    } else
        bh = NULL;

接下来计算文件指针指向的数据块中还剩下多少内容，将其和left相比，计算出两者较小值赋值给chars。接着将文件指针加上chars，将left减去chars。

nr = filp->f_pos % BLOCK_SIZE;
chars = MIN( BLOCK_SIZE-nr , left );
filp->f_pos += chars;
left -= chars;

接下来便开始本轮的文件读，调用put_fs_bytes拷贝数据到buf中。本轮读写之后，如果left不为0，则还会进入下一轮循环。

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++);
}

程序运行到此，代表已经读完了要读的数据。最后修改了文件的atime属性。返回读取的字节数。

    inode->i_atime = CURRENT_TIME;//更新访问时间
    return (count-left)?(count-left):-ERROR;

file_write

int file_write(struct m_inode * inode, struct file * filp, char * buf, int count)

该函数是文件写的函数。

首先定义了一些参数，这里不做介绍，下面用到时，再详解。

    off_t pos;
    int block,c;
    struct buffer_head * bh;
    char * p;
    int i=0;

当flag中设置了O_APPEND参数时，将pos指针指向文件尾。否则指向当前文件指针的位置。

    if (filp->f_flags & O_APPEND)
        pos = inode->i_size;
    else
        pos = filp->f_pos;

接下来，当i小于count时进入循环，首先调用create_block从磁盘上获取一个逻辑块号，调用bread将磁盘块中的内容拷贝到bh中。

    while (i<count) {
        if (!(block = create_block(inode,pos/BLOCK_SIZE)))//该block是绝对位置
            break;
        if (!(bh=bread(inode->i_dev,block)))
            break;

对于当前的逻辑块，其已经写 pos % BLOCK_SIZE个字节， 其距离数据块的末尾还有(BLOCK_SIZE - c)个字节。

    c = pos % BLOCK_SIZE;  
    p = c + bh->b_data;
    bh->b_dirt = 1;
    c = BLOCK_SIZE-c;//当前数据块还剩多少空间
    if (c > count-i) c = count-i;
    pos += c;
    if (pos > inode->i_size) {
        inode->i_size = pos;
        inode->i_dirt = 1;
    }
    i += c;

最后调用get_fs_bytes指针将buf中的数据拷贝到bh块中。

    while (c-->0)
        *(p++) = get_fs_byte(buf++);
    brelse(bh);

程序的最后，更新i节点的m_time。如果本次操作不是在文件尾添加数据，则将读写指针调整到当前读写位置pos处。修改i节点的change time为当前时间。

    inode->i_mtime = CURRENT_TIME;
    if (!(filp->f_flags & O_APPEND)) {
        filp->f_pos = pos;
        inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
    }

Q & A

1.i_atime/i_ctime/i_mtime的区别是什么？

i_atime：文件最后访问时间，即是文件最后的读取时间，例如：用命令cat filename，此时间修改，其他两个时间不修改。

i_ctime：结点最后修改时间，即是修改inode结构的时间，例如：用命令ln filename1 filename2，此时间修改，其他两个时间不修改。

i_mtime：文件最后修改时间，即是对文件内容的修改时间，例如：用命令echo aaa >filename，以上三个时间都修改。