char_dev.c

/*
 *  linux/fs/char_dev.c
 *
 *  (C) 1991  Linus Torvalds
 */

#include <errno.h>
#include <sys/types.h>

#include <linux/sched.h>
#include <linux/kernel.h>

#include <asm/segment.h>
#include <asm/io.h>

extern int tty_read(unsigned minor,char * buf,int count);
extern int tty_write(unsigned minor,char * buf,int count);

// 定义字符设备读写函数指针类型
typedef int (*crw_ptr)(int rw,unsigned minor,char * buf,int count,off_t * pos);

//// 串口终端读写操作函数。
// 参数：rw - 读写命令；minor - 终端子设备号；buf - 缓冲区；count - 读写字节数
// pos - 读写操作当前指针，对于中断操作，该指针无用
// 返回：实际读写的字节数。若失败则返回出错码。
static int rw_ttyx(int rw,unsigned minor,char * buf,int count,off_t * pos)
{
	return ((rw==READ)?tty_read(minor,buf,count):
		tty_write(minor,buf,count));
}

//// 终端读写操作函数。
// 同rw_ttyx，只是增加了对进程是否有控制终端的检测。
static int rw_tty(int rw,unsigned minor,char * buf,int count, off_t * pos)
{
    // 若进程没有控制终端，则返回出错号。否则调用终端读写函数rw_ttyx()，
    // 并返回实际读写字节数。
	if (current->tty<0)
		return -EPERM;
	return rw_ttyx(rw,current->tty,buf,count,pos);
}

// 内存数据读写
static int rw_ram(int rw,char * buf, int count, off_t *pos)
{
	return -EIO;
}

// 物理内存数据读写
static int rw_mem(int rw,char * buf, int count, off_t * pos)
{
	return -EIO;
}

// 内核虚拟内存数据读写
static int rw_kmem(int rw,char * buf, int count, off_t * pos)
{
	return -EIO;
}

//// 端口读写操作函数
// 参数：rw - 读写命令； buf - 缓冲区; cout - 读写字节数; pos - 端口地址。
// 返回：实际读写的字节数。
static int rw_port(int rw,char * buf, int count, off_t * pos)
{
	int i=*pos;

    // 对于所要求读写的字节数，并且端口地址小于64K时，循环执行单个字节的
    // 读写操作。若是读命令，则从端口i中读取一个字节内容并放到用户缓冲区中。
    // 若是写命令，则从用户数据缓冲区中取一字节输出到端口i。
	while (count-->0 && i<65536) {
		if (rw==READ)
			put_fs_byte(inb(i),buf++);
		else
			outb(get_fs_byte(buf++),i);
		i++;
	}
    // 然后计算读/写字节数，调整相应读写指针，并返回读/写的字节数。
	i -= *pos;
	*pos += i;
	return i;
}

//// 内存读写操作函数
static int rw_memory(int rw, unsigned minor, char * buf, int count, off_t * pos)
{
    // 根据内存设备子设备号，分别调用不同的内存读写函数。
	switch(minor) {
		case 0:
			return rw_ram(rw,buf,count,pos);
		case 1:
			return rw_mem(rw,buf,count,pos);
		case 2:
			return rw_kmem(rw,buf,count,pos);
		case 3:
			return (rw==READ)?0:count;	/* rw_null */
		case 4:
			return rw_port(rw,buf,count,pos);
		default:
			return -EIO;
	}
}

// 定义系统中设备种数
#define NRDEVS ((sizeof (crw_table))/(sizeof (crw_ptr)))

// 字符设备读写函数指针表
static crw_ptr crw_table[]={
	NULL,		/* nodev */
	rw_memory,	/* /dev/mem etc */
	NULL,		/* /dev/fd */
	NULL,		/* /dev/hd */
	rw_ttyx,	/* /dev/ttyx */
	rw_tty,		/* /dev/tty */
	NULL,		/* /dev/lp */
	NULL};		/* unnamed pipes */

// 字符设备读写操作函数
// 参数：rw - 读写命令；dev - 设备号；buf - 缓冲区; count - 读写字节数；pos - 读写指针。
// 返回：实际读/写字节数
int rw_char(int rw,int dev, char * buf, int count, off_t * pos)
{
	crw_ptr call_addr;

    // 如果设备号超出系统设备数，则返回出错码。如果该设备没有对应的读/写函数，也
    // 返回出错码。否则调用对应设备的读写操作函数，并返回实际读/写的字节数。
	if (MAJOR(dev)>=NRDEVS)
		return -ENODEV;
	if (!(call_addr=crw_table[MAJOR(dev)]))
		return -ENODEV;
	return call_addr(rw,MINOR(dev),buf,count,pos);
}