Linux内核对I/O端口的管理实现(上) （3）

如果上述两个条件都不成立，这说明当前被扫描节点的资源域有可能与new相冲突（实际上就是两个闭区间有交集），因此需要进一步判断。为此它首先修改指针p，让它指向tmp->sibling，以便于继续扫描child链表。然后，判断tmp->end是否小于new->start，如果小于，则说明当前节点tmp和new没有资源冲突，因此执行continue语句，继续向下扫描child链表。否则，如果tmp->end大于或等于new->start，则说明tmp->[start,end]和new->[start,end]之间有交集。所以返回当前节点的指针tmp，表示发生资源冲突。

2 资源的释放

函数release_resource()用于实现I/O资源的释放。该函数只有一个参数——即指针old，它指向所要释放的资源。起源代码如下：

int release_resource(struct resource *old)
{
	int retval;

	write_lock(&resource_lock);
	retval = __release_resource(old);
	write_unlock(&resource_lock);
	return retval;
}

可以看出，它实际上通过调用__release_resource()这个内部静态函数来完成实际的资源释放工作。函数__release_resource()的主要任务就是将资源区域old（如果已经存在的话）从其父资源的child链表重摘除，它的源代码如下：

static int __release_resource(struct resource *old)
{
	struct resource *tmp, **p;

	p = &old->parent->child;
	for (;;) {
		tmp = *p;
		if (!tmp)
			break;
		if (tmp == old) {
			*p = tmp->sibling;
			old->parent = NULL;
			return 0;
		}
		p = &tmp->sibling;
	}
	return -EINVAL;
}

对上述函数代码的NOTE如下：

同函数__request_resource()相类似，该函数也是通过一个for循环来遍历父资源的child链表。为此，它让tmp指针指向当前被扫描的资源，而指针p则指向当前节点的前一个节点的sibling成员（p的初始值为指向父资源的child指针）。循环体的步骤如下：

①首先，让tmp指针指向当前被扫描的节点（tmp＝*p）。

②如果tmp指针为空，说明已经遍历完整个child链表，因此执行break语句推出for循环。由于在遍历过程中没有在child链表中找到参数old所指定的资源节点，因此最后返回错误值－EINVAL，表示参数old是一个无效的值。

③接下来，判断当前被扫描节点是否就是参数old所指定的资源节点。如果是，那就将old从child链表中去除，也即让当前结点tmp的前一个兄弟节点的sibling指针指向tmp的下一个节点，然后将old－>parent指针设置为NULL。最后返回0值表示执行成功。

④如果当前被扫描节点不是资源old，那就继续扫描child链表中的下一个元素。因此将指针p指向tmp－>sibling成员。

3 检查资源是否已被占用

函数check_resource()用于实现检查某一段I/O资源是否已被占用。其源代码如下：

int check_resource(struct resource *root, unsigned long start, unsigned long len)
{
	struct resource *conflict, tmp;

	tmp.start = start;
	tmp.end = start + len - 1;
	write_lock(&resource_lock);
	conflict = __request_resource(root, &tmp);
	if (!conflict)
		__release_resource(&tmp);
	write_unlock(&resource_lock);
	return conflict ? -EBUSY : 0;
}

对该函数的NOTE如下：

①构造一个临时资源tmp，表示所要检查的资源[start,start+end-1]。

②调用__request_resource()函数在根节点root申请tmp所表示的资源。如果tmp所描述的资源还被人使用，则该函数返回NULL，否则返回非空指针。因此接下来在conflict为NULL的情况下，调用__release_resource()将刚刚申请的资源释放掉。

③最后根据conflict是否为NULL，返回－EBUSY或0值。

4 寻找可用资源

函数find_resource()用于在一颗资源树中寻找未被使用的、且满足给定条件的（也即资源长度大小为size，且在[min,max]区间内）的资源。其函数源代码如下：

/*
 * Find empty slot in the resource tree given range and alignment.
 */
static int find_resource(struct resource *root, struct resource *new,
		  unsigned long size,
		  unsigned long min, unsigned long max,
		  unsigned long align,
		  void (*alignf)(void *, struct resource *, unsigned long),
		  void *alignf_data)
{
	struct resource *this = root->child;

	new->start = root->start;
	for(;;) {
		if (this)
			new->end = this->start;
		else
			new->end = root->end;
		if (new->start < min)
			new->start = min;
		if (new->end > max)
			new->end = max;
		new->start = (new->start + align - 1) & ~(align - 1);
		if (alignf)
			alignf(alignf_data, new, size);
		if (new->start < new->end && new->end - new->start + 1 >= size) 
                  {
			new->end = new->start + size - 1;
			return 0;
		}
		if (!this)
			break;
		new->start = this->end + 1;
		this = this->sibling;
	}
	return -EBUSY;
}

对该函数的NOTE如下：

同样，该函数也要遍历root的child链表，以寻找未被使用的资源空洞。为此，它让this指针表示当前正被扫描的子资源节点，其初始值等于root->child，即指向child链表中的第一个节点，并让new->start的初始值等于root->start，然后用一个for循环开始扫描child链表，对于每一个被扫描的节点，循环体执行如下操作：

①首先，判断this指针是否为NULL。如果不为空，就让new->end等于this->start，也即让资源new表示当前资源节点this前面那一段未使用的资源区间。

②如果this指针为空，那就让new->end等于root->end。这有两层意思：第一种情况就是根结点的child指针为NULL（即根节点没有任何子资源）。因此此时先暂时将new->end放到最大。第二种情况就是已经遍历完整个child链表，所以此时就让new表示最后一个子资源后面那一段未使用的资源区间。

③根据参数min和max修正new->[start,end]的值，以使资源new被包含在[min,max]区域内。

④接下来进行对齐操作。

⑤然后，判断经过上述这些步骤所形成的资源区域new是否是一段有效的资源（end必须大于或等于start），而且资源区域的长度满足size参数的要求（end－start＋1>=size）。如果这两个条件均满足，则说明我们已经找到了一段满足条件的资源空洞。因此在对new->end的值进行修正后，然后就可以返回了（返回值0表示成功）。

⑥如果上述两条件不能同时满足，则说明还没有找到，因此要继续扫描链表。在继续扫描之前，我们还是要判断一下this指针是否为空。如果为空，说明已经扫描完整个child链表，因此就可以推出for循环了。否则就将new->start的值修改为this->end+1，并让this指向下一个兄弟资源节点，从而继续扫描链表中的下一个子资源节点。