LDD3原始碼分析之llseek分析

分類： ldd3原始碼分析

2012-03-28 14:36

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編譯環境：ubuntu 10.10

核心版本：2.6.32-38-generic-pae

ldd3原始碼路徑：examples/scull/main.c

本文分析ldd3第6章的llseek函式。

一、使用者空間的lseek函式

要理解驅動中llseek函式的實現，必須先清楚對應的使用者空間中lseek函式的用法，lseek函式函式原型如下：

[cpp]view plain
copy
off_t lseek(
intfd, off_t offset, 
intwhence);  
第乙個引數fd是要操作的檔案描述符。

第二個引數指定檔案操作指標的偏移量。注意，檔案的讀和寫使用的是同乙個檔案操作指標。

第三個引數指定移動檔案操作指標的參考點。這個引數通常取值為以下巨集：

seek_set：表示相對檔案起始位置。

seek_cur：表示相對檔案操作指標當前位置。

seek_end：表示相對檔案結束位置。

下面先來看乙個使用者空間測試程式llseek_test.c的實現，這個程式用來測試scull的定位功能，其**如下：

[cpp]view plain
copy
1#include 
2#include 
3#include 
4#include 
5#include 
6#include 
7  8#define buf_size 50  
9#define device_file "/dev/scull"
10  
11int main(int
argc, 
char
*argv)  
12  
23  
24    memset(buf, 0, buf_size);  
25    num = read(fd, buf, buf_size);  
26    buf[num] = 0;  
27    printf("%s\n"
, buf);  
28  
29    lseek(fd, 2, seek_set);  
30    write(fd, "aa"
, 2);  
31    num = read(fd, buf, buf_size);  
32    buf[num] = 0;  
33    printf("%s\n"
, buf);  
34  
35    lseek(fd, 2, seek_set);  
36    num = read(fd, buf, buf_size);  
37    buf[num] = 0;  
38    printf("%s\n"
, buf);  
39  
40    lseek(fd, 0, seek_set);  
41    lseek(fd, 2, seek_cur);  
42    num = read(fd, buf, buf_size);  
43    buf[num] = 0;  
44    printf("%s\n"
, buf);  
45  
46    lseek(fd, 0, seek_set);  
47    lseek(fd, 0, seek_end);  
48    memset(buf, 0, buf_size);  
49    printf("read return value is %d.\n"
, read(fd, buf, buf_size));  
50  
51    return
0;  
52}  
這個程式很簡單，主要關注一下lseek函式是怎樣移動檔案操作指標的。

第29行，使用seek_set巨集，將檔案操作指標移動到檔案起始位置加上2個位元組處。

第30行，寫入兩個字元』a』。

第41行，使用seek_cur巨集，將檔案操作指標移動到檔案操作指標當前位置加上2個位元組處。

第47行，使用seek_end巨集，將檔案操作指標移動到檔案結束處。

第49行，列印read的返回值，當檔案操作指標在檔案結束處時，read返回0。

下圖是使用llseek_test測試scull裝置的定位功能的過程：

這裡需要說明的一點是，從上面的輸出資訊可以看出，對檔案的read和write操作使用的是同乙個檔案操作指標。

二、驅動程式中llseek函式的實現

使用者空間的lseek函式的定位功能在驅動程式中是由llseek函式實現的。注意，要完成對檔案的定位操作，還需要read、write函式的配合，讀寫完成後必須更新檔案操作指標位置。

即使驅動程式中沒有實現llseek函式，有某些情況下，裝置也是可以完成定位操作的，核心通過修改filp->f_pos來執行定位，filp->f_pos是檔案的當前讀寫位置。但是，如果定位操作需要涉及裝置的物理操作，就必須實現llseek函式了。scull裝置的llseek函式**如下：

[cpp]view plain

copy

523loff_t scull_llseek(

struct

file *filp, loff_t off,

intwhence)

524

544 if

(newpos

return

-einval;

545 filp->f_pos = newpos;

546 return

newpos;

547}

這裡唯一與裝置相關的操作就是第538行，取得裝置檔案的大小。同時，我們在前面的文章中分析過，scull的read和write函式讀寫檔案後，總是更新檔案操作指標的位置，定位功能需要llseek與read、write的配合。

對於某些裝置檔案來說，定位功能是沒有意義的，例如鍵盤。對於這些裝置，我們不能簡單地不實現llseek函式，因為預設方法是允許通過filp->f_pos定位的。我們應該在我們的open函式中呼叫nonseekable_open，通知核心裝置不支援llseek。該函式的函式原型如下：

[cpp]view plain
copy
intnonseekable_open(
struct
inode *inode; 
struct
file *filp);

另外，為完整起見，我們還應該將file_operations結構中的llseek方法設定為特殊的輔助函式no_llseek。

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