SylixOS 下的IO系统调用

1. SylixOS标准I/O基本介绍
   1. 简介

I/O 系统又称做输入输出系统，SylixOS 兼容POSIX标准输入输出系统，SylixOS的I/O概念继承了UNIX操做系统的I/O概念，认为一切皆为文件。与UNIX操做系统相同， SylixOS中的文件也分为不一样的类型。

1. 1. 两种I/O类型

I/O系统分为 ORIG 型驱动结构和 NEW_1 型驱动结构，如图 1.1和图 1.2。

图 1.1 ORIG 型驱动结构

图 1.2 NEW 型驱动结构

1. 重要的数据结构

文件描述符表：

typedef struct {     PLW_FD_ENTRY   FDDESC_pfdentry;                /*  文件结构               */     BOOL             FDDESC_bCloExec;               /*  FD_CLOEXEC          */     ULONG           FDDESC_ulRef;                  /* 对应文件描述符的引用计数*/ } LW_FD_DESC;

文件结构结构体：

typedef struct {     PLW_DEV_HDR  FDENTRY_pdevhdrHdr;              /*  设备头                 */     PCHAR         FDENTRY_pcName;                 /*  文件名                 */     PCHAR         FDENTRY_pcRealName;             /* 去除符号连接的真实文件名 */     LW_LIST_LINE  FDENTRY_lineManage;              /*  文件控制信息遍历表    */ #define FDENTRY_pfdnode        FDENTRY_lValue     LONG          FDENTRY_lValue;                 /*  驱动程序内部数据         */                                         /*  若是为 NEW_1 驱动fd_node*/     INT            FDENTRY_iType;                   /*  文件类型 (根据驱动判断)  */     INT            FDENTRY_iFlag;                   /*  文件属性                */     INT            FDENTRY_iAbnormity;              /*  文件异常                */     ULONG        FDENTRY_ulCounter;               /*  总引用计数器             */     off_t            FDENTRY_oftPtr;                  /*  文件当前指针            */                                                 /*  只有 NEW_1 或更高级驱动使用 */     BOOL          FDENTRY_bRemoveReq;            /*  删除请求                */ } LW_FD_ENTRY;

文件节点：

typedef struct {     LW_LIST_LINE     FDNODE_lineManage;              /*  同一设备 fd_node 链表*/     LW_OBJECT_HANDLE    FDNODE_ulSem;             /*  内部操做锁          */     dev_t                    FDNODE_dev;               /*  设备                */     ino64_t                  FDNODE_inode64;            /* inode (64bit 为了兼容性) */     mode_t                  FDNODE_mode;              /*  文件 mode            */     uid_t                    FDNODE_uid;                /*  文件所属用户信息     */     gid_t                    FDNODE_gid;     off_t                    FDNODE_oftSize;             /*  当前文件大小         */     struct  __fd_lockf        *FDNODE_pfdlockHead;        /*  第一个锁             */ LW_LIST_LINE_HEADER  FDNODE_plineBlockQ; /*  当前有阻塞的记录锁队列      */     BOOL             FDNODE_bRemove;             /*是否在文件未关闭时有 unlink */                              ULONG           FDNODE_ulLock;               /*锁定, 不容许写, 不容许删除  */         ULONG           FDNODE_ulRef;               /*  fd_entry 引用此 fd_node 数量*/ PVOID            FDNODE_pvFile;              /*  驱动使用此变量标示文件    */  PVOID            FDNODE_pvFsExtern;          /*  文件系统扩展使用          */ } LW_FD_NODE;

rootfs 节点：

typedef struct lw_rootfs_node {     LW_LIST_LINE      RFSN_lineBrother;       /*  兄弟节点        */     struct lw_rootfs_node  *RFSN_prfsnFather;      /*  父系节点         */     PLW_LIST_LINE    RFSN_plineSon;          /* 儿子节点         */     INT                RFSN_iOpenNum;        /*  打开次数        */             size_t              RFSN_stAllocSize;    /*  此节点占用内存大小  */             mode_t             RFSN_mode;            /*  模式             */             time_t              RFSN_time;             /*  建立时间         */           INT                RFSN_iNodeType;       /*  节点类型         */           uid_t               RFSN_uid;     gid_t               RFSN_gid;     LW_ROOTFS_NODE_VALUE         RFSN_rfsnv;                            /*  节点的内容                  */     PCHAR            RFSN_pcLink;     /*  连接目标 (不是连接文件为 0) */ } LW_ROOTFS_NODE;

设备头：

typedef struct {     LW_LIST_LINE  DEVHDR_lineManage;                 /*  设备头管理链表       */     UINT16         DEVHDR_usDrvNum;                 /*  设备驱动程序索引号    */     PCHAR         DEVHDR_pcName;                   /*  设备名称              */     UCHAR         DEVHDR_ucType;                   /*  设备 dirent d_type       */     atomic_t         DEVHDR_atomicOpenNum;           /*  打开的次数             */     PVOID          DEVHDR_pvReserve;                /*  保留                   */ } LW_DEV_HDR;

1. 基本流程

系统设备注册流程如图 3.1：

1. struct file_operations  fileop，设备文件操做控制块，先对 fileop成员函数赋值，调用iosDrvInstallEx2（&fileop，设备类型），将返回“驱动程序索引号”。
2. API_IosDrvInstallEx2（struct file_operations  *pfileop, INT  iType），搜索全局 _S_deventryTbl（默认64）表，查找未使用的驱动程序控制块，返回该数组下标，关联设备文件操做控制块函数。
3. 设备建立，API_IosDevAddEx（PLW_DEV_HDR  pdevhdrHdr, CPCHAR  pcDevName, INT  iDrvNum, UCHAR ucType），将API_IosDrvInstallEx2所产生的驱动索引号与具体的设备头关联，建立新的文件系统节点rootFsMakeDev，最后将该设备添加进设备管理链表_S_plineDevHdrHeader进行管理；

图 3.1 系统设备建立过程

文件I/O系统 open函数流程如图 3.2：

1. Open函数实际上调用_IoOpen，_IoOpen 先检查文件名的合法性；
2. 调用ioFullFileNameGet（）函数，经过 cpcName 查找到设备注册到文件系统中的节点，返回该节点对应的驱动设备头；
3. 而后经过获取的设备头和设备名调用iosFdNew（）建立新的文件结构并链入到全局文件结构头表中_S_plineFileEntryHeader；
4. 从全局文件描述符表数组中_G_fddescTbl查找到未使用的最小文件描述符表，返回该数组下表做为文件描述符，将该文件描述表关联上新建立的文件结构，将新建立的文件结构关联上设备头；
5. 调用iosOpen（），从获取到的设备头中获取对应设备的设备驱动程序索引号，并经过该索引号从全局驱动表中查找到对应的设备open函数，使用该函数，若是是NEW_1型驱动将返回对应的文件节点；
6. 将调用驱动open函数返回的驱动内部数据关联上文件结构，使用函数iosFdSet（）；

图 3.2 标准open调用过程