0
00:00:00,000 --> 00:00:06,880


1
00:00:06,920 --> 00:00:07,920
接下来我们再看一下

2
00:00:07,960 --> 00:00:11,680
I/O设备的一个接口分析

3
00:00:11,720 --> 00:00:12,240
首先我们看一下

4
00:00:12,280 --> 00:00:15,360
I/O设备接口的一个大致位置

5
00:00:15,400 --> 00:00:17,240
它在我们整个文件系统的

6
00:00:17,280 --> 00:00:18,800
靠底下这一部分

7
00:00:18,840 --> 00:00:22,200
它呢首先向上和我们VFS有一个接口

8
00:00:22,240 --> 00:00:25,360
使得它也能够被我们VFS统一管理

9
00:00:25,400 --> 00:00:26,720
同时呢 它也和我们

10
00:00:26,760 --> 00:00:28,560
具体文件系统有一个接口

11
00:00:28,600 --> 00:00:30,160
使得具体文件系统向它

12
00:00:30,200 --> 00:00:33,240
可以发出读 写 控制等请求

13
00:00:33,280 --> 00:00:34,400
向下呢它还进一步

14
00:00:34,440 --> 00:00:36,560
和我们的驱动有一个接口

15
00:00:36,600 --> 00:00:38,160
使得和不同的外设 

16
00:00:38,200 --> 00:00:40,320
比如我们的硬盘 我们的串口 

17
00:00:40,360 --> 00:00:44,000
我们的屏幕等等进行对接

18
00:00:44,040 --> 00:00:47,440
完成最底层的数据的访问

19
00:00:47,480 --> 00:00:53,280
这是I/O接口这一块大致的一个功能

20
00:00:53,320 --> 00:00:54,560
这里面很关键一个结构

21
00:00:54,600 --> 00:00:56,280
就是device这么一个结构

22
00:00:56,320 --> 00:00:57,720
可以看出来它和我们前面

23
00:00:57,760 --> 00:00:59,480
inode的定义相似之处

24
00:00:59,520 --> 00:01:00,920
它也是一系列函数指针

25
00:01:00,960 --> 00:01:03,000
和一些成员变量组成

26
00:01:03,040 --> 00:01:05,760
特别是open close  I/O

27
00:01:05,800 --> 00:01:07,080
还有I/O control

28
00:01:07,120 --> 00:01:09,920
那么open close和我们前面讲的

29
00:01:09,960 --> 00:01:11,560
Inode 的open close是一个意思

30
00:01:11,600 --> 00:01:13,680
就是打开设备 关闭设备

31
00:01:13,720 --> 00:01:17,560
I/O呢它用一个这个来表示读或者写

32
00:01:17,600 --> 00:01:19,320
I/O control是用来表示什么

33
00:01:19,360 --> 00:01:20,680
表示一些 通常读写

34
00:01:20,720 --> 00:01:22,360
不太方便表示的一些操作

35
00:01:22,400 --> 00:01:24,760
比如说我要完成对某个设备的控制

36
00:01:24,800 --> 00:01:26,880
它不是读也不是写

37
00:01:26,920 --> 00:01:28,400
那么就需要有一个 特殊的一个

38
00:01:28,440 --> 00:01:33,320
函数的指针来完成

39
00:01:33,360 --> 00:01:36,080
它怎么和我们VFS进行对接呢

40
00:01:36,120 --> 00:01:37,880
在这里面它还有一个成员变量

41
00:01:37,920 --> 00:01:41,840
是对接着这里面的FS 可以看出来

42
00:01:41,880 --> 00:01:44,080
一个device是属于一个特殊的

43
00:01:44,120 --> 00:01:46,280
device VFS这么一个结构

44
00:01:46,320 --> 00:01:49,360
而device VFS呢 会挂到一个

45
00:01:49,400 --> 00:01:51,600
VFS一个总体框架之下

46
00:01:51,640 --> 00:01:54,600
从而完成了在VFS这个层面

47
00:01:54,640 --> 00:01:56,800
对device的一个有效的管理

48
00:01:56,840 --> 00:02:00,440


49
00:02:00,480 --> 00:02:02,200
那我们可以再结合

50
00:02:02,240 --> 00:02:05,360
整个device的初始化过程

51
00:02:05,400 --> 00:02:07,720
来了解怎么来实现

52
00:02:07,760 --> 00:02:09,840
对device的一个访问

53
00:02:09,880 --> 00:02:12,920
当然这个访问是通过VFS来实现的

54
00:02:12,960 --> 00:02:14,880
这里面并没有拿我们SFS

55
00:02:14,920 --> 00:02:17,800
所直接对接的disk来做一个介绍

56
00:02:17,840 --> 00:02:19,760
而是以另外两个设备

57
00:02:19,800 --> 00:02:22,880
就是stdin或者stdout

58
00:02:22,920 --> 00:02:25,640
stdout是往串口和显示器

59
00:02:25,680 --> 00:02:28,080
输出这么一个设备

60
00:02:28,120 --> 00:02:31,520
而stdin呢是接收键盘输入一个设备

61
00:02:31,560 --> 00:02:33,120
那么我们希望大家通过

62
00:02:33,160 --> 00:02:34,560
对这两个设备的了解

63
00:02:34,600 --> 00:02:37,280
来进一步自己去分析

64
00:02:37,320 --> 00:02:39,200
对于disk这么一个device

65
00:02:39,240 --> 00:02:40,920
怎么进行初始化的

66
00:02:40,960 --> 00:02:43,360
可以看出来 这是我们最早的那个

67
00:02:43,400 --> 00:02:45,960
uCore开始启动的时候

68
00:02:46,000 --> 00:02:47,960
做初始化的总控函数

69
00:02:48,000 --> 00:02:49,720
在这里面会增加一部分

70
00:02:49,760 --> 00:02:51,400
这一部分是fs_init

71
00:02:51,440 --> 00:02:54,600
这是lab8的一个增加的一部分内容

72
00:02:54,640 --> 00:02:56,000
在fs_init里面呢

73
00:02:56,040 --> 00:02:59,480
会进一步调device的init

74
00:02:59,520 --> 00:03:01,400
OK 这里面又会进一步

75
00:03:01,440 --> 00:03:02,680
调好几个不同类型的

76
00:03:02,720 --> 00:03:04,320
device的一个初始化

77
00:03:04,360 --> 00:03:06,720
先拿stdout来举例

78
00:03:06,760 --> 00:03:09,120
stdout呢会创建一个inode

79
00:03:09,160 --> 00:03:11,720
这个inode是专门针对device的inode

80
00:03:11,760 --> 00:03:14,160
这就把我们的device和inode

81
00:03:14,200 --> 00:03:15,360
建立了一个联系

82
00:03:15,400 --> 00:03:18,120
同时还有一个stdout_device_init

83
00:03:18,160 --> 00:03:19,880
那么这个呢 是完成了

84
00:03:19,920 --> 00:03:23,720
对它的函数的一个对接

85
00:03:23,760 --> 00:03:25,400
还有一个vfs_add_dev

86
00:03:25,440 --> 00:03:27,480
从而使这个device可以加入到

87
00:03:27,520 --> 00:03:32,160
这个VFS整个的管理之中来

88
00:03:32,200 --> 00:03:32,920
进一步可以看看这个

89
00:03:32,960 --> 00:03:34,960
device_init做什么事情

90
00:03:35,000 --> 00:03:38,880
它把刚才device所针对那些函数指针呢

91
00:03:38,920 --> 00:03:41,600
跟我们具体函数进行了对接

92
00:03:41,640 --> 00:03:44,720
包括了open close还有I/O

93
00:03:44,760 --> 00:03:47,360
这个I/O就是读 写的什么操作

94
00:03:47,400 --> 00:03:48,560
大家想一想

95
00:03:48,600 --> 00:03:52,640
这是stdout 那是一个写操作

96
00:03:52,680 --> 00:03:54,000
还有是一个control

97
00:03:54,040 --> 00:03:57,080
表明一些特殊操作 用control来表示

98
00:03:57,120 --> 00:04:00,160
这就是stdout一个device的初始化过程

99
00:04:00,200 --> 00:04:01,720
在这个初始化过程中我们可以看到

100
00:04:01,760 --> 00:04:05,640
它创建了inode 和VFS进行了对接

101
00:04:05,680 --> 00:04:08,480
把自己的一些特定的函数

102
00:04:08,520 --> 00:04:11,680
以device里面的虚函数指针进行了对接

103
00:04:11,720 --> 00:04:13,480
那么完成这些工作之后

104
00:04:13,520 --> 00:04:15,000
我们在VFS层面呢

105
00:04:15,040 --> 00:04:19,640
就可以有效地访问这个device了

106
00:04:19,680 --> 00:04:22,160
同理我们看一下stdin 这是输入

107
00:04:22,200 --> 00:04:23,800
相对是read操作

108
00:04:23,840 --> 00:04:25,680
那么跟前面不同在哪呢

109
00:04:25,720 --> 00:04:28,680
就在一个地方dev_init_stdin

110
00:04:28,720 --> 00:04:33,520
同时也一样有一个stdin一个device_init

111
00:04:33,560 --> 00:04:35,400
它和前面操作是类似的

112
00:04:35,440 --> 00:04:38,520
它也建立它自己一套函数体系

113
00:04:38,560 --> 00:04:41,760
和device函数指针进行对接

114
00:04:41,800 --> 00:04:43,080
其它两部分是一样的

115
00:04:43,120 --> 00:04:47,200
创建一个inode 和绑定VFS

116
00:04:47,240 --> 00:04:48,800
但这个对接有点不太一样

117
00:04:48,840 --> 00:04:53,760
它的I/O这个操作是对应stdin的I/O

118
00:04:53,800 --> 00:04:56,880
那这个是什么呢 是一个读操作

119
00:04:56,920 --> 00:04:59,880
因为它是需要从键盘读入数据

120
00:04:59,920 --> 00:05:02,200
还有一个不同在哪 在这儿

121
00:05:02,240 --> 00:05:05,440
它增加了一个等待队列的设置

122
00:05:05,480 --> 00:05:09,160
为什么会增加这么一个设置 大家想一想

123
00:05:09,200 --> 00:05:12,200
其实有可能 当它想去发出读请求之后

124
00:05:12,240 --> 00:05:13,680
不能马上得到回应

125
00:05:13,720 --> 00:05:16,160
在这个时候 由于资源得不到满足

126
00:05:16,200 --> 00:05:17,400
它需要去睡眠

127
00:05:17,440 --> 00:05:18,840
从而可以把CPU让出来

128
00:05:18,880 --> 00:05:20,680
这是我们前面讲同步互斥的时候

129
00:05:20,720 --> 00:05:22,040
涉及到的一些概念

130
00:05:22,080 --> 00:05:24,640
可以看出来在file system里面

131
00:05:24,680 --> 00:05:26,840
整个大的框架里面呢

132
00:05:26,880 --> 00:05:28,520
会涉及到进程 同步互斥

133
00:05:28,560 --> 00:05:30,160
内存管理等多方面内容

134
00:05:30,200 --> 00:05:32,680
是对我们前面一系列实验的

135
00:05:32,720 --> 00:05:35,360
进一步补充完善和使用

136
00:05:35,400 --> 00:05:35,440