程序9-5 linux/kernel/blk_drv/floppy.c

1 /*

2 * linux/kernel/floppy.c

3 *

5 */

7 /*

8 * 02.12.91 - Changed to static variables to indicate need for reset

9 * and recalibrate. This makes some things easier (output_byte reset

10 * checking etc), and means less interrupt jumping in case of errors,

11 * so the code is hopefully easier to understand.

12 */

* 02.12.91 - 修改成静态变量，以适应复位和重新校正操作。这使得某些事情

* 做起来较为方便（output_byte 复位检查等），并且意味着在出错时中断跳转

* 要少一些，所以也希望代码能更容易被理解。

14 /*

15 * This file is certainly a mess. I've tried my best to get it working,

16 * but I don't like programming floppies, and I have only one anyway.

17 * Urgel. I should check for more errors, and do more graceful error

18 * recovery. Seems there are problems with several drives. I've tried to

19 * correct them. No promises.

20 */

* 这个文件当然比较混乱。我已经尽我所能使其能够工作，但我不喜欢软驱编程，

* 而且我也只有一个软驱。另外，我应该做更多的查错工作，以及改正更多的错误。

* 对于某些软盘驱动器，本程序好象还存在一些问题。我已经尝试着进行纠正了，

* 但不能保证问题已消失。

22 /*

23 * As with hd.c, all routines within this file can (and will) be called

24 * by interrupts, so extreme caution is needed. A hardware interrupt

25 * handler may not sleep, or a kernel panic will happen. Thus I cannot

26 * call "floppy-on" directly, but have to set a special timer interrupt

27 * etc.

28 *

29 * Also, I'm not certain this works on more than 1 floppy. Bugs may

30 * abund.

31 */

* 如同hd.c文件一样，该文件中的所有子程序都能够被中断调用，所以需要特别

* 地小心。硬件中断处理程序是不能睡眠的，否则内核就会傻掉(死机)J。因此不能

* 直接调用"floppy-on"，而只能设置一个特殊的定时中断等。

* 另外，我不能保证该程序能在多于1个软驱的系统上工作，有可能存在错误。

33 #include <linux/sched.h> // 调度程序头文件，定义了任务结构task_struct、任务0数据等。

34 #include <linux/fs.h> // 文件系统头文件。含文件表结构（file、m_inode）等。

35 #include <linux/kernel.h> // 内核头文件。含有一些内核常用函数的原形定义。

36 #include <linux/fdreg.h> // 软驱头文件。含有软盘控制器参数的一些定义。

37 #include <asm/system.h> // 系统头文件。定义了设置或修改描述符/中断门等的嵌入汇编宏。

38 #include <asm/io.h> // io头文件。定义硬件端口输入/输出宏汇编语句。

39 #include <asm/segment.h> // 段操作头文件。定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数。

// 定义软驱主设备号符号常数。在驱动程序中，主设备号必须在包含blk.h文件之前被定义。

// 因为blk.h文件中要用到这个符号常数值来确定一些列其他相关符号常数和宏。

41 #define MAJOR_NR 2 // 软驱的主设备号是2。

42 #include "blk.h" // 块设备头文件。定义请求结构、块设备结构和宏函数等信息。

44 static int recalibrate = 0; // 标志：1表示需要重新校正磁头位置（磁头归零道）。

45 static int reset = 0; // 标志：1表示需要进行复位操作。

46 static int seek = 0; // 标志：1表示需要执行寻道操作。

// 当前数字输出寄存器DOR（Digital Output Register），定义在kernel/sched.c，223行。

// 该变量含有软驱操作中的重要标志，包括选择软驱、控制电机启动、启动复位软盘控制器以

// 及允许/禁止DMA和中断请求。请参见程序列表后对DOR寄存器的说明。

48 extern unsigned char current_DOR;

// 字节直接数输出（嵌入汇编宏）。把值val输出到port端口。

50 #define immoutb_p(val,port) \

51 __asm__("outb %0,%1\n\tjmp 1f\n1:\tjmp 1f\n1:"::"a" ((char) (val)),"i" (port))

// 这两个宏定义用于计算软驱的设备号。

// 参数x是次设备号。次设备号 = TYPE*4 + DRIVE。计算方法参见列表后。

53 #define TYPE(x) ((x)>>2) // 软驱类型（2--1.2Mb，7--1.44Mb）。

54 #define DRIVE(x) ((x)&0x03) // 软驱序号（0--3对应A--D）。

55 /*

56 * Note that MAX_ERRORS=8 doesn't imply that we retry every bad read

57 * max 8 times - some types of errors increase the errorcount by 2,

58 * so we might actually retry only 5-6 times before giving up.

59 */

* 注意，下面定义MAX_ERRORS=8并不表示对每次读错误尝试最多8次 - 有些类型

* 的错误会把出错计数值乘2，所以我们实际上在放弃操作之前只需尝试5-6遍即可。

60 #define MAX_ERRORS 8

62 /*

63 * globals used by 'result()'

64 */

/* 下面是函数'result()'使用的全局变量 */

// 这些状态字节中各比特位的含义请参见include/linux/fdreg.h头文件。另参见列表后说明。

65 #define MAX_REPLIES 7 // FDC最多返回7字节的结果信息。

66 static unsigned char reply_buffer[MAX_REPLIES]; // 存放FDC返回的应答结果信息。

67 #define ST0 (reply_buffer[0]) // 结果状态字节0。

68 #define ST1 (reply_buffer[1]) // 结果状态字节1。

69 #define ST2 (reply_buffer[2]) // 结果状态字节2。

70 #define ST3 (reply_buffer[3]) // 结果状态字节3。

72 /*

73 * This struct defines the different floppy types. Unlike minix

74 * linux doesn't have a "search for right type"-type, as the code

75 * for that is convoluted and weird. I've got enough problems with

76 * this driver as it is.

77 *

78 * The 'stretch' tells if the tracks need to be boubled for some

79 * types (ie 360kB diskette in 1.2MB drive etc). Others should

80 * be self-explanatory.

81 */

* 下面的软盘结构定义了不同的软盘类型。与minix不同的是，Linux没有

* "搜索正确的类型"-类型，因为对其处理的代码令人费解且怪怪的。本程序

* 已经让我遇到太多的问题了。

* 对某些类型的软盘（例如在1.2MB驱动器中的360kB软盘等），'stretch'

* 用于检测磁道是否需要特殊处理。其他参数应该是自明的。

// 定义软盘结构。软盘参数有：

// size 大小(扇区数)；

// sect 每磁道扇区数；

// head 磁头数；

// track 磁道数；

// stretch 对磁道是否要特殊处理（标志）；

// gap 扇区间隙长度(字节数)；

// rate 数据传输速率；

// spec1 参数（高4位步进速率，低四位磁头卸载时间）。

82 static struct floppy_struct {

83 unsigned int size, sect, head, track, stretch;

84 unsigned char gap,rate,spec1;

85 } floppy_type[] = {

86 { 0, 0,0, 0,0,0x00,0x00,0x00 }, /* no testing */

87 { 720, 9,2,40,0,0x2A,0x02,0xDF }, /* 360kB PC diskettes */

88 { 2400,15,2,80,0,0x1B,0x00,0xDF }, /* 1.2 MB AT-diskettes */

89 { 720, 9,2,40,1,0x2A,0x02,0xDF }, /* 360kB in 720kB drive */

90 { 1440, 9,2,80,0,0x2A,0x02,0xDF }, /* 3.5" 720kB diskette */

91 { 720, 9,2,40,1,0x23,0x01,0xDF }, /* 360kB in 1.2MB drive */

92 { 1440, 9,2,80,0,0x23,0x01,0xDF }, /* 720kB in 1.2MB drive */

93 { 2880,18,2,80,0,0x1B,0x00,0xCF }, /* 1.44MB diskette */

94 };

96 /*

97 * Rate is 0 for 500kb/s, 2 for 300kbps, 1 for 250kbps

98 * Spec1 is 0xSH, where S is stepping rate (F=1ms, E=2ms, D=3ms etc),

99 * H is head unload time (1=16ms, 2=32ms, etc)

100 *

101 * Spec2 is (HLD<<1 | ND), where HLD is head load time (1=2ms, 2=4 ms etc)

102 * and ND is set means no DMA. Hardcoded to 6 (HLD=6ms, use DMA).

103 */

* 上面速率rate：0表示500kbps，1表示300kbps，2表示250kbps。

* 参数spec1是0xSH，其中S是步进速率（F-1ms，E-2ms，D=3ms等），

* H是磁头卸载时间（1=16ms，2=32ms等）

* spec2是（HLD<<1 | ND），其中HLD是磁头加载时间（1=2ms，2=4ms等）

* ND置位表示不使用DMA（No DMA），在程序中硬编码成6（HLD=6ms，使用DMA）。

// 注意，上述磁头加载时间的缩写HLD最好写成标准的HLT（Head Load Time）。

104

// floppy_interrupt()是sys_call.s程序中软驱中断处理过程标号。这里将在软盘初始化

// 函数floppy_init()（第469行）使用它初始化中断陷阱门描述符。

105 extern void floppy_interrupt(void);

// 这是boot/head.s第132行处定义的临时软盘缓冲区。如果请求项的缓冲区处于内存1MB

// 以上某个地方，则需要将DMA缓冲区设在临时缓冲区域处。因为8237A芯片只能在1MB地

// 址范围内寻址。

106 extern char tmp_floppy_area[1024];

107

108 /*

109 * These are global variables, as that's the easiest way to give

110 * information to interrupts. They are the data used for the current

111 * request.

112 */

* 下面是一些全局变量，因为这是将信息传给中断程序最简单的方式。它们

* 用于当前请求项的数据。

// 这些所谓的“全局变量”是指在软盘中断处理程序中调用的C函数使用的变量。当然这些

// C函数都在本程序内。

113 static int cur_spec1 = -1; // 当前软盘参数spec1。

114 static int cur_rate = -1; // 当前软盘转速rate。

115 static struct floppy_struct * floppy = floppy_type; // 软盘类型结构数组指针。

116 static unsigned char current_drive = 0; // 当前驱动器号。

117 static unsigned char sector = 0; // 当前扇区号。

118 static unsigned char head = 0; // 当前磁头号。

119 static unsigned char track = 0; // 当前磁道号。

120 static unsigned char seek_track = 0; // 寻道磁道号。

121 static unsigned char current_track = 255; // 当前磁头所在磁道号。

122 static unsigned char command = 0; // 读/写命令。

123 unsigned char selected = 0; // 软驱已选定标志。在处理请求项之前要首先选定软驱。

124 struct task_struct * wait_on_floppy_select = NULL; // 等待选定软驱的任务队列。

125

//// 取消选定软驱。

// 如果函数参数指定的软驱nr当前并没有被选定，则显示警告信息。然后复位软驱已选定标志

// selected，并唤醒等待选择该软驱的任务。数字输出寄存器(DOR)的低2位用于指定选择的软

// 驱（0-3对应A-D）。

126 void floppy_deselect(unsigned int nr)

127 {

128 if (nr != (current_DOR & 3))

129 printk("floppy_deselect: drive not selected\n\r");

130 selected = 0; // 复位软驱已选定标志。

131 wake_up(&wait_on_floppy_select); // 唤醒等待的任务。

132 }

133

134 /*

135 * floppy-change is never called from an interrupt, so we can relax a bit

136 * here, sleep etc. Note that floppy-on tries to set current_DOR to point

137 * to the desired drive, but it will probably not survive the sleep if

138 * several floppies are used at the same time: thus the loop.

139 */

* floppy-change()不是从中断程序中调用的，所以这里我们可以轻松一下，睡眠等。

* 注意floppy-on()会尝试设置current_DOR指向所需的驱动器，但当同时使用几个

* 软盘时不能睡眠：因此此时只能使用循环方式。

//// 检测指定软驱中软盘更换情况。

// 参数nr是软驱号。如果软盘更换了则返回1，否则返回0。

// 该函数首先选定参数指定的软驱nr，然后测试软盘控制器的数字输入寄存器DIR的值，以判

// 断驱动器中的软盘是否被更换过。该函数由程序fs/buffer.c中的 check_disk_change()函

// 数调用（第119行）。

140 int floppy_change(unsigned int nr)

141 {

// 首先要让软驱中软盘旋转起来并达到正常工作转速。这需要花费一定时间。采用的方法是利

// 用kernel/sched.c中软盘定时函数do_floppy_timer()进行一定的延时处理。floppy_on()

// 函数则用于判断延时是否到（mon_timer[nr]==0?），若没有到则让当前进程继续睡眠等待。

// 若延时到则do_floppy_timer()会唤醒当前进程。

142 repeat:

143 floppy_on(nr); // 启动并等待指定软驱nr（kernel/sched.c，第251行）。

// 在软盘启动（旋转）之后，我们来查看一下当前选择的软驱是不是函数参数指定的软驱nr。

// 如果当前选择的软驱不是指定的软驱nr，并且已经选定了其他软驱，则让当前任务进入可

// 中断等待状态，以等待其他软驱被取消选定。参见上面floppy_deselect()。如果当前没

// 有选择其他软驱或者其他软驱被取消选定而使当前任务被唤醒时，当前软驱仍然不是指定

// 的软驱nr，则跳转到函数开始处重新循环等待。

144 while ((current_DOR & 3) != nr && selected)

145 sleep_on(&wait_on_floppy_select);

146 if ((current_DOR & 3) != nr)

147 goto repeat;

// 现在软盘控制器已选定我们指定的软驱nr。于是取数字输入寄存器DIR的值，如果其最高

// 位（位7）置位，则表示软盘已更换，此时即可关闭马达并返回1退出。否则关闭马达返

// 回0退出。表示磁盘没有被更换。

148 if (inb(FD_DIR) & 0x80) {

149 floppy_off(nr);

150 return 1;

151 }

152 floppy_off(nr);

153 return 0;

154 }

155

//// 复制内存缓冲块，共1024字节。

// 从内存地址from处复制1024字节数据到地址to处。

156 #define copy_buffer(from,to) \

157 __asm__("cld ; rep ; movsl" \

158 ::"c" (BLOCK_SIZE/4),"S" ((long)(from)),"D" ((long)(to)) \

159 :"cx","di","si")

160

//// 设置（初始化）软盘DMA通道。

// 软盘中数据读写操作是使用DMA进行的。因此在每次进行数据传输之前需要设置DMA芯片

// 上专门用于软驱的通道2。有关DMA编程方法请参见程序列表后的信息。

161 static void setup_DMA(void)

162 {

163 long addr = (long) CURRENT->buffer; // 当前请求项缓冲区所处内存地址。

164

// 首先检测请求项的缓冲区所在位置。如果缓冲区处于内存1MB以上的某个地方，则需要将

// DMA缓冲区设在临时缓冲区域（tmp_floppy_area）处。因为8237A芯片只能在1MB地址范

// 围内寻址。如果是写盘命令，则还需要把数据从请求项缓冲区复制到该临时区域。

165 cli();

166 if (addr >= 0x100000) {

167 addr = (long) tmp_floppy_area;

168 if (command == FD_WRITE)

169 copy_buffer(CURRENT->buffer,tmp_floppy_area);

170 }

// 接下来我们开始设置DMA通道2。在开始设置之前需要先屏蔽该通道。单通道屏蔽寄存器

// 端口为0x0A。位0-1指定DMA通道(0--3)，位2：1表示屏蔽，0表示允许请求。然后向

// DMA控制器端口12和11写入方式字（读盘是0x46，写盘则是0x4A）。再写入传输使用

// 缓冲区地址addr和需要传输的字节数0x3ff（0--1023）。最后复位对DMA通道2的屏蔽，

// 开放DMA2请求DREQ信号。

171 /* mask DMA 2 */ /* 屏蔽DMA通道2 */

172 immoutb_p(4|2,10);

173 /* output command byte. I don't know why, but everyone (minix, */

174 /* sanches & canton) output this twice, first to 12 then to 11 */

/* 输出命令字节。我是不知道为什么，但是每个人（minix，*/

/* sanches和canton）都输出两次，首先是12口，然后是11口 */

// 下面嵌入汇编代码向DMA控制器的“清除先后触发器”端口12和方式寄存器端口11写入

// 方式字（读盘时是0x46，写盘是0x4A）。

// 由于各通道的地址和计数寄存器都是16位的，因此在设置他们时都需要分2次进行操作。

// 一次访问低字节，另一次访问高字节。而实际在写哪个字节则由先后触发器的状态决定。

// 当触发器为0时，则访问低字节；当字节触发器为1时，则访问高字节。每访问一次，

// 该触发器的状态就变化一次。而写端口12就可以将触发器置成0状态，从而对16位寄存

// 器的设置从低字节开始。

175 __asm__("outb %%al,$12\n\tjmp 1f\n1:\tjmp 1f\n1:\t"

176 "outb %%al,$11\n\tjmp 1f\n1:\tjmp 1f\n1:"::

177 "a" ((char) ((command == FD_READ)?DMA_READ:DMA_WRITE)));

178 /* 8 low bits of addr */ /* 地址低0-7位 */

// 向DMA通道2写入基/当前地址寄存器（端口4）。

179 immoutb_p(addr,4);

180 addr >>= 8;

181 /* bits 8-15 of addr */ /* 地址高8-15位 */

182 immoutb_p(addr,4);

183 addr >>= 8;

184 /* bits 16-19 of addr */ /* 地址16-19位 */

// DMA只可以在1MB内存空间内寻址，其高16-19位地址需放入页面寄存器(端口0x81)。

185 immoutb_p(addr,0x81);

186 /* low 8 bits of count-1 (1024-1=0x3ff) */ /* 计数器低8位(1024-1 = 0x3ff) */

// 向DMA通道2写入基/当前字节计数器值（端口5）。

187 immoutb_p(0xff,5);

188 /* high 8 bits of count-1 */ /* 计数器高8位 */

// 一次共传输1024字节（两个扇区）。

189 immoutb_p(3,5);

190 /* activate DMA 2 */ /* 开启DMA通道2的请求 */

191 immoutb_p(0|2,10);

192 sti();

193 }

194

//// 向软驱控制器输出一个字节命令或参数。

// 在向控制器发送一个字节之前，控制器需要处于准备好状态，并且数据传输方向必须设置

// 成从CPU 到 FDC，因此函数需要首先读取控制器状态信息。这里使用了循环查询方式，以

// 作适当延时。若出错，则会设置复位标志reset。

195 static void output_byte(char byte)

196 {

197 int counter;

198 unsigned char status;

199

// 循环读取主状态控制器FD_STATUS（0x3f4）的状态。如果所读状态是 STATUS_READY 并且

// 方向位STATUS_DIR = 0（CPUàFDC），则向数据端口输出指定字节。

200 if (reset)

201 return;

202 for(counter = 0 ; counter < 10000 ; counter++) {

203 status = inb_p(FD_STATUS) & (STATUS_READY | STATUS_DIR);

204 if (status == STATUS_READY) {

205 outb(byte,FD_DATA);

206 return;

207 }

208 }

// 如果到循环1万次结束还不能发送，则置复位标志，并打印出错信息。

209 reset = 1;

210 printk("Unable to send byte to FDC\n\r");

211 }

212

//// 读取FDC执行的结果信息。

// 结果信息最多7个字节，存放在数组reply_buffer[]中。返回读入的结果字节数，若返回

// 值 = -1，则表示出错。程序处理方式与上面函数类似。

213 static int result(void)

214 {

215 int i = 0, counter, status;

216

// 若复位标志已置位，则立刻退出。去执行后续程序中的复位操作。否则循环读取主状态控

// 制器FD_STATUS（0x3f4）的状态。如果读取的控制器状态是READY，表示已经没有数据可

// 取，则返回已读取的字节数i。如果控制器状态是方向标志置位（CPUßFDC）、已准备好、

// 忙，表示有数据可读取。于是把控制器中的结果数据读入到应答结果数组中。最多读取

// MAX_REPLIES（7）个字节。

217 if (reset)

218 return -1;

219 for (counter = 0 ; counter < 10000 ; counter++) {

220 status = inb_p(FD_STATUS)&(STATUS_DIR|STATUS_READY|STATUS_BUSY);

221 if (status == STATUS_READY)

222 return i;

223 if (status == (STATUS_DIR|STATUS_READY|STATUS_BUSY)) {

224 if (i >= MAX_REPLIES)

225 break;

226 reply_buffer[i++] = inb_p(FD_DATA);

227 }

228 }

// 如果到循环1万次结束还不能发送，则置复位标志，并打印出错信息。

229 reset = 1;

230 printk("Getstatus times out\n\r");

231 return -1;

232 }

233

//// 软盘读写出错处理函数。

// 该函数根据软盘读写出错次数来确定需要采取的进一步行动。如果当前处理的请求项出错

// 次数大于规定的最大出错次数MAX_ERRORS（8次），则不再对当前请求项作进一步的操作

// 尝试。如果读/写出错次数已经超过MAX_ERRORS/2，则需要对软驱作复位处理，于是设置

// 复位标志reset。否则若出错次数还不到最大值的一半，则只需重新校正一下磁头位置，

// 于是设置重新校正标志recalibrate。真正的复位和重新校正处理会在后续的程序中进行。

234 static void bad_flp_intr(void)

235 {

// 首先把当前请求项出错次数增1。如果当前请求项出错次数大于最大允许出错次数，则取

// 消选定当前软驱，并结束该请求项（缓冲区内容没有被更新）。

236 CURRENT->errors++;

237 if (CURRENT->errors > MAX_ERRORS) {

238 floppy_deselect(current_drive);

239 end_request(0);

240 }

// 如果当前请求项出错次数大于最大允许出错次数的一半，则置复位标志，需对软驱进行复

// 位操作，然后再试。否则软驱需重新校正一下再试。

241 if (CURRENT->errors > MAX_ERRORS/2)

242 reset = 1;

243 else

244 recalibrate = 1;

245 }

246

247 /*

248 * Ok, this interrupt is called after a DMA read/write has succeeded,

249 * so we check the results, and copy any buffers.

250 */

* OK，下面的中断处理函数是在DMA读/写成功后调用的，这样我们就可以检查

* 执行结果，并复制缓冲区中的数据。

//// 软盘读写操作中断调用函数。

// 该函数在软驱控制器操作结束后引发的中断处理过程中被调用。函数首先读取操作结果状

// 态信息，据此判断操作是否出现问题并作相应处理。如果读/写操作成功，那么若请求项

// 是读操作并且其缓冲区在内存1MB以上位置，则需要把数据从软盘临时缓冲区复制到请求

// 项的缓冲区。

251 static void rw_interrupt(void)

252 {

// 读取FDC执行的结果信息。如果返回结果字节数不等于7，或者状态字节0、1或2中存在

// 出错标志，那么若是写保护就显示出错信息，释放当前驱动器，并结束当前请求项。否则

// 就执行出错计数处理。然后继续执行软盘请求项操作。以下状态的含义参见fdreg.h文件。

// ( 0xf8 = ST0_INTR | ST0_SE | ST0_ECE | ST0_NR )

// ( 0x73 = ST2_CM | ST2_CRC | ST2_WC | ST2_BC | ST2_MAM )

253 if (result() != 7 || (ST0 & 0xf8) || (ST1 & 0xbf) || (ST2 & 0x73)) {

254 if (ST1 & 0x02) { // 0x02 = ST1_WP - Write Protected。

255 printk("Drive %d is write protected\n\r",current_drive);

256 floppy_deselect(current_drive);

257 end_request(0);

258 } else

259 bad_flp_intr();

260 do_fd_request();

261 return;

262 }

// 如果当前请求项的缓冲区位于1MB地址以上，则说明此次软盘读操作的内容还放在临时缓

// 冲区内，需要复制到当前请求项的缓冲区中（因为DMA只能在1MB地址范围寻址）。最后

// 释放当前软驱（取消选定），执行当前请求项结束处理：唤醒等待该请求项的进行，唤醒

// 等待空闲请求项的进程（若有的话），从软驱设备请求项链表中删除本请求项。再继续执

// 行其他软盘请求项操作。

263 if (command == FD_READ && (unsigned long)(CURRENT->buffer) >= 0x100000)

264 copy_buffer(tmp_floppy_area,CURRENT->buffer);

265 floppy_deselect(current_drive);

266 end_request(1);

267 do_fd_request();

268 }

269

//// 设置DMA通道2并向软盘控制器输出命令和参数（输出1字节命令 + 0~7字节参数）。

// 若reset标志没有置位，那么在该函数退出并且软盘控制器执行完相应读/写操作后就会

// 产生一个软盘中断请求，并开始执行软盘中断处理程序。

270 inline void setup_rw_floppy(void)

271 {

272 setup_DMA(); // 初始化软盘DMA通道。

273 do_floppy = rw_interrupt; // 置软盘中断调用函数指针。

274 output_byte(command); // 发送命令字节。

275 output_byte(head<<2 | current_drive); // 参数：磁头号+驱动器号。

276 output_byte(track); // 参数：磁道号。

277 output_byte(head); // 参数：磁头号。

278 output_byte(sector); // 参数：起始扇区号。

279 output_byte(2); /* sector size = 512 */ // 参数：(N=2)512字节。

280 output_byte(floppy->sect); // 参数：每磁道扇区数。

281 output_byte(floppy->gap); // 参数：扇区间隔长度。

282 output_byte(0xFF); /* sector size (0xff when n!=0 ?) */

// 参数：当N=0时，扇区定义的字节长度，这里无用。

// 若上述任何一个output_byte()操作出错，则会设置复位标志reset。此时即会立刻去执行

// do_fd_request()中的复位处理代码。

283 if (reset)

284 do_fd_request();

285 }

286

287 /*

288 * This is the routine called after every seek (or recalibrate) interrupt

289 * from the floppy controller. Note that the "unexpected interrupt" routine

290 * also does a recalibrate, but doesn't come here.

291 */

* 该子程序是在每次软盘控制器寻道（或重新校正）中断中被调用的。注意

* "unexpected interrupt"(意外中断)子程序也会执行重新校正操作，但不在此地。

//// 寻道处理结束后中断过程中调用的C函数。

// 首先发送检测中断状态命令，获得状态信息ST0和磁头所在磁道信息。若出错则执行错误

// 计数检测处理或取消本次软盘操作请求项。否则根据状态信息设置当前磁道变量，然后调

// 用函数setup_rw_floppy()设置DMA并输出软盘读写命令和参数。

292 static void seek_interrupt(void)

293 {

// 首先发送检测中断状态命令，以获取寻道操作执行的结果。该命令不带参数。返回结果信

// 息是两个字节：ST0和磁头当前磁道号。然后读取FDC执行的结果信息。如果返回结果字

// 节数不等于2，或者ST0不为寻道结束，或者磁头所在磁道（ST1）不等于设定磁道，则说

// 明发生了错误。于是执行检测错误计数处理，然后继续执行软盘请求项或执行复位处理。

294 /* sense drive status */ /* 检测驱动器状态 */

295 output_byte(FD_SENSEI);

296 if (result() != 2 || (ST0 & 0xF8) != 0x20 || ST1 != seek_track) {

297 bad_flp_intr();

298 do_fd_request();

299 return;

300 }

// 若寻道操作成功，则继续执行当前请求项的软盘操作，即向软盘控制器发送命令和参数。

301 current_track = ST1; // 设置当前磁道。

302 setup_rw_floppy(); // 设置DMA并输出软盘操作命令和参数。

303 }

304

305 /*

306 * This routine is called when everything should be correctly set up

307 * for the transfer (ie floppy motor is on and the correct floppy is

308 * selected).

309 */

* 该函数是在传输操作的所有信息都正确设置好后被调用的（即软驱马达已开启

* 并且已选择了正确的软盘（软驱）。

//// 读写数据传输函数。

310 static void transfer(void)

311 {

// 首先检查当前驱动器参数是否就是指定驱动器的参数。若不是就发送设置驱动器参数命令

// 及相应参数（参数1：高4位步进速率，低四位磁头卸载时间；参数2：磁头加载时间）。

// 然后判断当前数据传输速率是否与指定驱动器的一致，若不是就发送指定软驱的速率值到

// 数据传输速率控制寄存器(FD_DCR)。

312 if (cur_spec1 != floppy->spec1) { // 检测当前参数。

313 cur_spec1 = floppy->spec1;

314 output_byte(FD_SPECIFY); // 发送设置磁盘参数命令。

315 output_byte(cur_spec1); /* hut etc */ // 发送参数。

316 output_byte(6); /* Head load time =6ms, DMA */

317 }

318 if (cur_rate != floppy->rate) // 检测当前速率。

319 outb_p(cur_rate = floppy->rate,FD_DCR);

// 若上面任何一个output_byte()操作执行出错，则复位标志reset就会被置位。因此这里

// 我们需要检测一下reset标志。若reset真的被置位了，就立刻去执行do_fd_request()

// 中的复位处理代码。

320 if (reset) {

321 do_fd_request();

322 return;

323 }

// 如果此时寻道标志为零（即不需要寻道），则设置DMA并向软盘控制器发送相应操作命令

// 和参数后返回。否则就执行寻道处理，于是首先置软盘中断处理调用函数为寻道中断函数。

// 如果起始磁道号不等于零则发送磁头寻道命令和参数。所使用的参数即是第112--121行

// 上设置的全局变量值。如果起始磁道号seek_track为0，则执行重新校正命令让磁头归零

// 位。

324 if (!seek) {

325 setup_rw_floppy(); // 发送命令参数块。

326 return;

327 }

328 do_floppy = seek_interrupt; // 寻道中断调用的C函数。

329 if (seek_track) { // 起始磁道号。

330 output_byte(FD_SEEK); // 发送磁头寻道命令。

331 output_byte(head<<2 | current_drive);// 发送参数：磁头号+当前软驱号。

332 output_byte(seek_track); // 发送参数：磁道号。

333 } else {

334 output_byte(FD_RECALIBRATE); // 发送重新校正命令（磁头归零）。

335 output_byte(head<<2 | current_drive);// 发送参数：磁头号+当前软驱号。

336 }

// 同样地，若上面任何一个output_byte()操作执行出错，则复位标志reset就会被置位。

// 若reset真的被置位了，就立刻去执行do_fd_request()中的复位处理代码。

337 if (reset)

338 do_fd_request();

339 }

340

341 /*

342 * Special case - used after a unexpected interrupt (or reset)

343 */

* 特殊情况 - 用于意外中断（或复位）处理后。

//// 软驱重新校正中断调用函数。

// 首先发送检测中断状态命令（无参数），如果返回结果表明出错，则置复位标志。否则重新

// 校正标志清零。然后再次执行软盘请求项处理函数作相应操作。

344 static void recal_interrupt(void)

345 {

346 output_byte(FD_SENSEI); // 发送检测中断状态命令。

347 if (result()!=2 || (ST0 & 0xE0) == 0x60) // 如果返回结果字节数不等于2或命令

348 reset = 1; // 异常结束，则置复位标志。

349 else

350 recalibrate = 0; // 否则复位重新校正标志。

351 do_fd_request(); // 作相应处理。

352 }

353

//// 意外软盘中断请求引发的软盘中断处理程序中调用的函数。

// 首先发送检测中断状态命令（无参数），如果返回结果表明出错，则置复位标志，否则置重新

// 校正标志。

354 void unexpected_floppy_interrupt(void)

355 {

356 output_byte(FD_SENSEI); // 发送检测中断状态命令。

357 if (result()!=2 || (ST0 & 0xE0) == 0x60) // 如果返回结果字节数不等于2或命令

358 reset = 1; // 异常结束，则置复位标志。

359 else

360 recalibrate = 1; // 否则置重新校正标志。

361 }

362

//// 软盘重新校正处理函数。

// 向软盘控制器FDC发送重新校正命令和参数，并复位重新校正标志。当软盘控制器执行完

// 重新校正命令就会再其引发的软盘中断中调用recal_interrupt()函数。

363 static void recalibrate_floppy(void)

364 {

365 recalibrate = 0; // 复位重新校正标志。

366 current_track = 0; // 当前磁道号归零。

367 do_floppy = recal_interrupt; // 指向重新校正中断调用的C函数。

368 output_byte(FD_RECALIBRATE); // 命令：重新校正。

369 output_byte(head<<2 | current_drive); // 参数：磁头号 + 当前驱动器号。

// 若上面任何一个output_byte()操作执行出错，则复位标志reset就会被置位。因此这里

// 我们需要检测一下reset标志。若reset真的被置位了，就立刻去执行do_fd_request()

// 中的复位处理代码。

370 if (reset)

371 do_fd_request();

372 }

373

//// 软盘控制器FDC复位中断调用函数。

// 该函数会在向控制器发送了复位操作命令后引发的软盘中断处理程序中被调用。

// 首先发送检测中断状态命令（无参数），然后读出返回的结果字节。接着发送设定软驱

// 参数命令和相关参数，最后再次调用请求项处理函数do_fd_request() 去执行重新校正

// 操作。但由于执行output_byte() 函数出错时复位标志又会被置位，因此也可能再次去

// 执行复位处理。

374 static void reset_interrupt(void)

375 {

376 output_byte(FD_SENSEI); // 发送检测中断状态命令。

377 (void) result(); // 读取命令执行结果字节。

378 output_byte(FD_SPECIFY); // 发送设定软驱参数命令。

379 output_byte(cur_spec1); /* hut etc */ // 发送参数。

380 output_byte(6); /* Head load time =6ms, DMA */

381 do_fd_request(); // 调用执行软盘请求。

382 }

383

384 /*

385 * reset is done by pulling bit 2 of DOR low for a while.

386 */

/* FDC复位是通过将数字输出寄存器(DOR)位2置0一会儿实现的 */

//// 复位软盘控制器。

// 该函数首先设置参数和标志，把复位标志清0，然后把软驱变量cur_spec1和cur_rate

// 置为无效。因为复位操作后，这两个参数就需要重新设置。接着设置需要重新校正标志，

// 并设置FDC执行复位操作后引发的软盘中断中调用的C函数reset_interrupt()。最后

// 把DOR寄存器位2置0一会儿以对软驱执行复位操作。当前数字输出寄存器DOR的位2

// 是启动/复位软驱位。

387 static void reset_floppy(void)

388 {

389 int i;

390

391 reset = 0; // 复位标志置0。

392 cur_spec1 = -1; // 使无效。

393 cur_rate = -1;

394 recalibrate = 1; // 重新校正标志置位。

395 printk("Reset-floppy called\n\r"); // 显示执行软盘复位操作信息。

396 cli(); // 关中断。

397 do_floppy = reset_interrupt; // 设置在中断处理程序中调用的函数。

398 outb_p(current_DOR & ~0x04,FD_DOR); // 对软盘控制器FDC执行复位操作。

399 for (i=0 ; i<100 ; i++) // 空操作，延迟。

400 __asm__("nop");

401 outb(current_DOR,FD_DOR); // 再启动软盘控制器。

402 sti(); // 开中断。

403 }

404

//// 软驱启动定时中断调用函数。

// 在执行一个请求项要求的操作之前，为了等待指定软驱马达旋转起来到达正常的工作转速，

// do_fd_request()函数为准备好的当前请求项添加了一个延时定时器。本函数即是该定时器

// 到期时调用的函数。它首先检查数字输出寄存器(DOR)，使其选择当前指定的驱动器。然后

// 调用执行软盘读写传输函数transfer()。

405 static void floppy_on_interrupt(void) // floppy_on() interrupt。

406 {

407 /* We cannot do a floppy-select, as that might sleep. We just force it */

/* 我们不能任意设置选择的软驱，因为这可能会引起进程睡眠。我们只是迫使它自己选择 */

// 如果当前驱动器号与数字输出寄存器DOR中的不同，则需要重新设置DOR为当前驱动器。

// 在向数字输出寄存器输出当前DOR以后，使用定时器延迟2个滴答时间，以让命令得到执

// 行。然后调用软盘读写传输函数transfer()。若当前驱动器与DOR中的相符，那么就可以

// 直接调用软盘读写传输函数。

408 selected = 1; // 置已选定当前驱动器标志。

409 if (current_drive != (current_DOR & 3)) {

410 current_DOR &= 0xFC;

411 current_DOR |= current_drive;

412 outb(current_DOR,FD_DOR); // 向数字输出寄存器输出当前DOR。

413 add_timer(2,&transfer); // 添加定时器并执行传输函数。

414 } else

415 transfer(); // 执行软盘读写传输函数。

416 }

417

//// 软盘读写请求项处理函数。

// 该函数是软盘驱动程序中最主要的函数。主要作用是：①处理有复位标志或重新校正标志置

// 位情况；②利用请求项中的设备号计算取得请求项指定软驱的参数块；③利用内河定时器启

// 动软盘读/写操作。

418 void do_fd_request(void)

419 {

420 unsigned int block;

421

// 首先检查是否有复位标志或重新校正标志置位，若有则本函数仅执行相关标志的处理功能

// 后就返回。如果复位标志已置位，则执行软盘复位操作并返回。如果重新校正标志已置位，

// 则执行软盘重新校正操作并返回。

422 seek = 0; // 清寻道标志。

423 if (reset) { // 复位标志已置位。

424 reset_floppy();

425 return;

426 }

427 if (recalibrate) { // 重新校正标志已置位。

428 recalibrate_floppy();

429 return;

430 }

// 本函数的真正功能从这里开始。首先利用blk.h文件中的INIT_REQUEST宏来检测请求项的

// 合法性，如果已没有请求项则退出（参见blk.h,127）。然后利用请求项中的设备号取得请

// 求项指定软驱的参数块。这个参数块将在下面用于设置软盘操作使用的全局变量参数块（参

// 见112 - 122行）。请求项设备号中的软盘类型 (MINOR(CURRENT->dev)>>2) 被用作磁盘类

// 型数组floppy_type[]的索引值来取得指定软驱的参数块。

431 INIT_REQUEST;

432 floppy = (MINOR(CURRENT->dev)>>2) + floppy_type;

// 下面开始设置112--122行上的全局变量值。如果当前驱动器号current_drive不是请求项

// 中指定的驱动器号，则置标志seek，表示在执行读/写操作之前需要先让驱动器执行寻道处

// 理。然后把当前驱动器号设置为请求项中指定的驱动器号。

433 if (current_drive != CURRENT_DEV) // CURRENT_DEV是请求项中指定的软驱号。

434 seek = 1;

435 current_drive = CURRENT_DEV;

// 设置读写起始扇区block。因为每次读写是以块为单位（1块为2个扇区），所以起始扇区

// 需要起码比磁盘总扇区数小2个扇区。否则说明这个请求项参数无效，结束该次软盘请求项

// 去执行下一个请求项。

436 block = CURRENT->sector; // 取当前软盘请求项中起始扇区号。

437 if (block+2 > floppy->size) { // 如果block + 2大于磁盘扇区总数，

438 end_request(0); // 则结束本次软盘请求项。

439 goto repeat;

440 }

// 再求对应在磁道上的扇区号、磁头号、磁道号、搜寻磁道号（对于软驱读不同格式的盘）。

441 sector = block % floppy->sect; // 起始扇区对每磁道扇区数取模，得磁道上扇区号。

442 block /= floppy->sect; // 起始扇区对每磁道扇区数取整，得起始磁道数。

443 head = block % floppy->head; // 起始磁道数对磁头数取模，得操作的磁头号。

444 track = block / floppy->head; // 起始磁道数对磁头数取整，得操作的磁道号。

445 seek_track = track << floppy->stretch; // 相应于软驱中盘类型进行调整，得寻道号。

// 再看看是否还需要首先执行寻道操作。如果寻道号与当前磁头所在磁道号不同，则需要进行

// 寻道操作，于是置需要寻道标志seek。最后我们设置执行的软盘命令command。

446 if (seek_track != current_track)

447 seek = 1;

448 sector++; // 磁盘上实际扇区计数是从1算起。

449 if (CURRENT->cmd == READ) // 如果请求项是读操作，则置读命令码。

450 command = FD_READ;

451 else if (CURRENT->cmd == WRITE) // 如果请求项是写操作，则置写命令码。

452 command = FD_WRITE;

453 else

454 panic("do_fd_request: unknown command");

// 在上面设置好 112--122行上所有全局变量值之后，我们可以开始执行请求项操作了。该操

// 作利用定时器来启动。因为为了能对软驱进行读写操作，需要首先启动驱动器马达并达到正

// 常运转速度。而这需要一定的时间。因此这里利用 ticks_to_floppy_on() 来计算启动延时

// 时间，然后使用该延时设定一个定时器。当时间到时就调用函数floppy_on_interrupt()。

455 add_timer(ticks_to_floppy_on(current_drive),&floppy_on_interrupt);

456 }

457

// 各种类型软驱磁盘含有的数据块总数。

458 static int floppy_sizes[] ={

459 0, 0, 0, 0,

460 360, 360 ,360, 360,

461 1200,1200,1200,1200,

462 360, 360, 360, 360,

463 720, 720, 720, 720,

464 360, 360, 360, 360,

465 720, 720, 720, 720,

466 1440,1440,1440,1440

467 };

468

//// 软盘系统初始化。

// 设置软盘块设备请求项的处理函数do_fd_request()，并设置软盘中断门（int 0x26，对应

// 硬件中断请求信号IRQ6）。然后取消对该中断信号的屏蔽，以允许软盘控制器FDC发送中

// 断请求信号。中断描述符表IDT中陷阱门描述符设置宏set_trap_gate()定义在头文件

// include/asm/system.h中。

469 void floppy_init(void)

470 {

// 设置软盘中断门描述符。floppy_interrupt（kernel/sys_call.s，267行）是其中断处理

// 过程。中断号为int 0x26（38），对应8259A芯片中断请求信号IRQ6。

471 blk_size[MAJOR_NR] = floppy_sizes;

472 blk_dev[MAJOR_NR].request_fn = DEVICE_REQUEST; // = do_fd_request()。

473 set_trap_gate(0x26,&floppy_interrupt); // 设置陷阱门描述符。

474 outb(inb_p(0x21)&~0x40,0x21); // 复位软盘中断请求屏蔽位。

475 }

476