Linux块设备读写过程

先来想下，块设备涉及到什么，块设备属于IO设备，涉及到读写，与字符流设备不同的点就在于能够根据块来进行读写，仅取自己想要的块就OK，我们忽略块设备和字符流设备的区别，那么块设备作为IO设备，最重要的作用就是IO，即读写数据。体现到我们平常的使用则是read write，这些。学习块设备主要要学习的就两步，一是对于linux来说一切皆文件，那么一个文件的路径，是如何映射到块设备对应的块的，二是块设备上的数据是怎么与内存交互的，即怎么读进来的。

从源码开始，分析linux0.11的源码，从中梳理过程，带着上面我们提到的两个疑问，开始阅读代码

从open开始

open都清楚，打开一个文件，那么涉及到的就是文件与IO设备的映射关系。我们从fs/open.c的sys_open函数说起：

fs/open.c

/**
 * filename: 文件路径
 * flag：打开文件的标志，只读，只写，读写，创建
 * mode：用于指定文件的许可属性，在创建时需要，指定文件权限。
 */
int sys_open(const char * filename, int flag, int mode) {

    //...省略一些代码
    /**
     * 查找空闲文件句柄
     * filp的定义是*struct file * filp[NR_OPEN]*，是一个文件指针数组，保存着当前打开的所有文件的指针，linux0.11最大允许同时打开64个文件
     **/
    for(fd=0 ; fd<NR_OPEN ; fd++)
        if (!current->filp[fd])
            break;
    if (fd>=NR_OPEN)
        return -EINVAL;
        
    /**
     * close_on_exec，服务于execve函数，当使用execve时，会检查当前进程的close_on_exec位图，将对应位置为1的文件句柄做关闭处理
     * 在使用fork创建子进程时，我们希望保留原有文件句柄，所以默认情况下会把close_on_exec位图对应的位复位，当确实需要在execve后删除句柄，就自己去置位就可以了。
     * 
     * 
     **/
    current->close_on_exec &= ~(1<<fd);

    /**
     * file_table定义：struct file file_table[NR_FILE]，即存放file的数组，最终进程->filp[fd]会指向file_table的空闲项
     **/
    f=0+file_table;
	for (i=0 ; i<NR_FILE ; i++,f++)
		if (!f->f_count) break;
	if (i>=NR_FILE)
		return -EINVAL;
	(current->filp[fd]=f)->f_count++;

    /**
     * 
     * 重点放到open_namei
     * int open_namei(const char * pathname, int flag, int mode, struct m_inode ** res_inode)
     * 返回值是一个状态码，表达本次函数操作是否失败，小于0即失败，等于0即成功
     * 成功后获得的信息存放在res_inode中
     * m_inode：i节点，保存着当前文件的各种信息，同时也有与块设备存放数据对应块的索引
     * 
     * 接下来我们跳转到open_namei去看
     * 
     **/
    if ((i=open_namei(filename,flag,mode,&inode))<0) {
		current->filp[fd]=NULL;
		f->f_count=0;
		return i;
	}
}

fs/namei.c

int open_namei(const char * pathname, int flag, int mode, struct m_inode ** res_inode) {
        //...
        // 通过dir_namei获取了什么呢
        // 举个例子：比如pathname：/home/litao/todo.txt，那么返回的basename即为todo.txt
        if (!(dir = dir_namei(pathname,&namelen,&basename)))
        return -ENOENT;
    }

dir_namei

static struct m_inode * dir_namei(const char * pathname,
    int * namelen, const char ** name)
{
    char c;
    const char * basename;
    struct m_inode * dir;

    if (!(dir = get_dir(pathname)))
        return NULL;
    basename = pathname;
    while ((c=get_fs_byte(pathname++)))
        if (c=='/')
            basename=pathname;
    *namelen = pathname-basename-1;
    *name = basename;
    return dir;
}

重点转移到了get_dir