LDD3源码分析之与硬件通信&中断处理

作者：刘昊昱 

博客：http://blog.csdn.net/liuhaoyutz

编译环境：Ubuntu 10.10

内核版本：2.6.32-38-generic-pae

LDD3源码路径：examples/short/

本分析LDD3第9和第10章的示例代码short。short涉及的主要知识点有通过I/O端口或I/O内存操作设备寄存器及设备内存，注册中断处理函数处理中断。本来第9和第10章的代码应该分别进行讨论，但是因为short的代码相互关联比较紧密，所以这里放在同一篇文章中分析。

一、short模块编译

在新的内核下，编译short模块时，会遇到一些问题，这里列出遇到的问题及解决方法。

第一次make时，出现如下错误：

修改Makefile的第12，13，35行，将CFLAGS改为EXTRA_CFLAGS，即可解决这个问题。再次make,会出现如下错误：

修改short.c，把第24行#include <linux/config.h>屏蔽掉。再次编译出现如下问题：

这是因为SA_INTERRUPT和SA_SHIRQ标志在新内核中发生了变化，SA_INTERRUPT标志已经不存在了，SA_SHIRQ标志位变为IRQF_SHARED。所以做以下修改：

514，638，658行把flag标志设置为0，624行把flag设置为IRQF_SHARED，修改完成后，再次编译，出现如下错误：

修改597行为INIT_WORK(&short_wq, (void (*)(struct work_struct *)) short_do_tasklet);

再次make，编译通过，但还有一些警告信息如下：

这是因为在新的内核版本中中断处理函数的原型只有两个参数，而在2.6.10中有三个参数，这里只要把相应中断处理函数的第三个参数去掉即可，修改后的函数原型如下：

494irqreturn_t short_probing(int irq, void *dev_id)

443irqreturn_t short_sh_interrupt(int irq, void *dev_id)

431irqreturn_t short_tl_interrupt(int irq, void *dev_id)

413irqreturn_t short_wq_interrupt(int irq, void *dev_id)

336irqreturn_t short_interrupt(int irq, void *dev_id)

再次编译，通过。

二、short模块初始化

先来看short模块初始化函数：

548int short_init(void)549{550    int result;551552    /*553     * first, sort out the base/short_base ambiguity: we'd better554     * use short_base in the code, for clarity, but allow setting555     * just "base" at load time. Same for "irq".556     */557    short_base = base;558    short_irq = irq;559560    /* Get our needed resources. */561    if (!use_mem) {562        if (! request_region(short_base, SHORT_NR_PORTS, "short")) {563            printk(KERN_INFO "short: can't get I/O port address 0x%lx\n",564                    short_base);565            return -ENODEV;566        }567568    } else {569        if (! request_mem_region(short_base, SHORT_NR_PORTS, "short")) {570            printk(KERN_INFO "short: can't get I/O mem address 0x%lx\n",571                    short_base);572            return -ENODEV;573        }574575        /* also, ioremap it */576        short_base = (unsigned long) ioremap(short_base, SHORT_NR_PORTS);577        /* Hmm... we should check the return value */578    }579    /* Here we register our device - should not fail thereafter */580    result = register_chrdev(major, "short", &short_fops);581    if (result < 0) {582        printk(KERN_INFO "short: can't get major number\n");583        release_region(short_base,SHORT_NR_PORTS);  /* FIXME - use-mem case? */584        return result;585    }586    if (major == 0) major = result; /* dynamic */587588    short_buffer = __get_free_pages(GFP_KERNEL,0); /* never fails */  /* FIXME */589    short_head = short_tail = short_buffer;590591    /*592     * Fill the workqueue structure, used for the bottom half handler.593     * The cast is there to prevent warnings about the type of the594     * (unused) argument.595     */596    /* this line is in short_init() */597    INIT_WORK(&short_wq, (void (*)(void *)) short_do_tasklet, NULL);598599    /*600     * Now we deal with the interrupt: either kernel-based601     * autodetection, DIY detection or default number602     */603604    if (short_irq < 0 && probe == 1)605        short_kernelprobe();606607    if (short_irq < 0 && probe == 2)608        short_selfprobe();609610    if (short_irq < 0) /* not yet specified: force the default on */611        switch(short_base) {612            case 0x378: short_irq = 7; break;613            case 0x278: short_irq = 2; break;614            case 0x3bc: short_irq = 5; break;615        }616617    /*618     * If shared has been specified, installed the shared handler619     * instead of the normal one. Do it first, before a -EBUSY will620     * force short_irq to -1.621     */622    if (short_irq >= 0 && share > 0) {623        result = request_irq(short_irq, short_sh_interrupt,624                SA_SHIRQ | SA_INTERRUPT,"short",625                short_sh_interrupt);626        if (result) {627            printk(KERN_INFO "short: can't get assigned irq %i\n", short_irq);628            short_irq = -1;629        }630        else { /* actually enable it -- assume this *is* a parallel port */631            outb(0x10, short_base+2);632        }633        return 0; /* the rest of the function only installs handlers */634    }635636    if (short_irq >= 0) {637        result = request_irq(short_irq, short_interrupt,638                SA_INTERRUPT, "short", NULL);639        if (result) {640            printk(KERN_INFO "short: can't get assigned irq %i\n",641                    short_irq);642            short_irq = -1;643        }644        else { /* actually enable it -- assume this *is* a parallel port */645            outb(0x10,short_base+2);646        }647    }648649    /*650     * Ok, now change the interrupt handler if using top/bottom halves651     * has been requested652     */653    if (short_irq >= 0 && (wq + tasklet) > 0) {654        free_irq(short_irq,NULL);655        result = request_irq(short_irq,656                tasklet ? short_tl_interrupt :657                short_wq_interrupt,658                SA_INTERRUPT,"short-bh", NULL);659        if (result) {660            printk(KERN_INFO "short-bh: can't get assigned irq %i\n",661                    short_irq);662            short_irq = -1;663        }664    }665666    return 0;667}

561 - 567行，如果指定使用I/O端口，则调用request_region函数分配I/O端口，这里代码指定要分配从short_base开始的SHORT_NR_PORTS个即8个端口。

568 - 578行，如果指定使用I/O内存，则调用request_mem_region函数分配从short_base开始的SHORT_NR_PORTS个即8个字节的I/O内存。分配I/O内存并不是在使用这些内存之前需要完成的唯一步骤，我们必须首先通过ioremap函数建立映射。ioremap返回用来访问指定物理内存的虚拟地址。

580 - 586行，注册字符设备short", 其文件操作函数集是short_fops。

588行，调用__get_free_pages(GFP_KERNEL,0)分配一个页面保存在    short_buffer中。

597行，调用INIT_WORK初始化一个工作，将来用作中断处理函数的下半部。

604 - 605行，如果short_irq<0并且probe等于1，则调用short_kernelprobe函数由内核探测中断号。该函数的实现我们后面分析。

607 - 608行，如果short_irq<0并且probe等于2，则调用short_selfprobe函数自己手动探测中断号，该函数的实现我们后面分析。

610 - 615行，如果探测没有成功，根据端口地址，强制指定中断号。

622 - 634行，以共享中断的方式注册中断处理函数。需要注意的是631行调用outb(0x10, short_base+2),将并口2号寄存器的第4位置为1，表示启动并口中断报告。

636 - 647行，以非共享中断的方式注册中断处理函数。

653 - 664行，以上半部/下半部的方式注册中断处理函数。

下面我们来看short_kernelprobe函数如何实现由内核自动探测中断号的：

466void short_kernelprobe(void)467{468    int count = 0;469    do {470        unsigned long mask;471472        mask = probe_irq_on();473        outb_p(0x10,short_base+2); /* enable reporting */474        outb_p(0x00,short_base);   /* clear the bit */475        outb_p(0xFF,short_base);   /* set the bit: interrupt! */476        outb_p(0x00,short_base+2); /* disable reporting */477        udelay(5);  /* give it some time */478        short_irq = probe_irq_off(mask);479480        if (short_irq == 0) { /* none of them? */481            printk(KERN_INFO "short: no irq reported by probe\n");482            short_irq = -1;483        }484        /*485         * if more than one line has been activated, the result is486         * negative. We should service the interrupt (no need for lpt port)487         * and loop over again. Loop at most five times, then give up488         */489    } while (short_irq < 0 && count++ < 5);490    if (short_irq < 0)491        printk("short: probe failed %i times, giving up\n", count);492}

Linux内核提供了探测可用中断号的接口，但这种接口只能在非共享中断模式下使用。内核提供的接口由两个函数组成：

unsigned long probe_irq_on(void);

这个函数返回一个未分配中断的位掩码，驱动程序必须保存返回的位掩码，并将它传递给probe_irq_off函数。调用probe_irq_on函数之后，驱动程序要安排设备产生至少一次中断。

int probe_irq_off(unsigned long);

在请求设备产生中断之后，驱动程序要调用这个函数，并将前面probe_irq_on返回的位掩码作为参数传递给它。probe_irq_off返回probe_irq_on之后发生的中断编号。如果没有中断发生，就返回0。如果产生了多次中断，出现了二义性，就返回负数。

使用内核提供的接口探测中断号时，需要注意在调用probe_irq_on之后启用设备中断，在调用probe_irq_off之前禁用中断。另外，在probe_irq_off之后，需要处理设备上待处理的中断。

472行，调用probe_irq_on函数。

473行，将2号端口的第4位(0x10)设置为1，启用中断。

474行，将0号端口清0。

475行，将0号端口置1，触发中断。

476行，将2号端口的第4位(0x10)设置为0，禁用中断。

477行，延时一会，以保证中断的传递时间。

478行，调用probe_irq_off函数,并把472行probe_irq_on函数返回的位掩码传递给它。

480行，probe_irq_off函数返回0，说明没有中断发生。

489行，probe_irq_off函数返回负值，说明发生了不止一个中断，需要重新探测，这里限定最多探测5次。

下面我们看short_selfprobe函数如何实现DIY探测中断号：

501void short_selfprobe(void)502{503    int trials[] = {3, 5, 7, 9, 0};504    int tried[]  = {0, 0, 0, 0, 0};505    int i, count = 0;506507    /*508     * install the probing handler for all possible lines. Remember509     * the result (0 for success, or -EBUSY) in order to only free510     * what has been acquired511      */512    for (i = 0; trials[i]; i++)513        tried[i] = request_irq(trials[i], short_probing,514                SA_INTERRUPT, "short probe", NULL);515516    do {517        short_irq = 0; /* none got, yet */518        outb_p(0x10,short_base+2); /* enable */519        outb_p(0x00,short_base);520        outb_p(0xFF,short_base); /* toggle the bit */521        outb_p(0x00,short_base+2); /* disable */522        udelay(5);  /* give it some time */523524        /* the value has been set by the handler */525        if (short_irq == 0) { /* none of them? */526            printk(KERN_INFO "short: no irq reported by probe\n");527        }528        /*529         * If more than one line has been activated, the result is530         * negative. We should service the interrupt (but the lpt port531         * doesn't need it) and loop over again. Do it at most 5 times532         */533    } while (short_irq <=0 && count++ < 5);534535    /* end of loop, uninstall the handler */536    for (i = 0; trials[i]; i++)537        if (tried[i] == 0)538            free_irq(trials[i], NULL);539540    if (short_irq < 0)541        printk("short: probe failed %i times, giving up\n", count);542}494irqreturn_t short_probing(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)495{496    if (short_irq == 0) short_irq = irq;    /* found */497    if (short_irq != irq) short_irq = -irq; /* ambiguous */498    return IRQ_HANDLED;499}

DIY探测与内核自动探测的原理是一样的:先启动所有未被占用的中断,然后观察会发生什么。但是，我们要充分发挥对具体设备的了解。通常，设备能使用3或4个IRQ号中的一个来进行配置，探测这些IRQ号，使我们能不必测试所有可能的IRQ就能检测到正确的IRQ号。

并口允许用户选择的IRQ号有3，5，7，9，所以在short中，我们探测这几个中断号。

503行，trials数组列出了以0作为结束标志的需要测试的IRQ。

504行，tried数组用来记录哪个中断号被short驱动程序注册了。

512 - 514行，循环trials数组，为每个要探测的中断号注册中断处理函数short_probing。注意， request_irq函数如果注册成功，返回0保存在tried[i]中。

517 - 522行，触发中断，引起short_probing函数的执行。在short_probing函数中，将发生中断的中断号保存在short_irq中，如果发生多次中断，将设置short_irq值为负数。

525 - 527行，如果short_irq的值为0，说明没有发生中断。

533行，如果short_irq的值小于或等于0，则重新探测，最多探测5次。

536 - 538行，释放IRQ。

完成自动探测或DIY探测后，我们回到short_init函数：

610 - 615行，short_irq小于0，说明没有探测到中断号，short根据端口地址，强制指定默认中断号。

622 - 634行，如果(short_irq >= 0 && share > 0)，则以共享中断方式注册中断处理函数short_sh_interrupt。其中，631行使用outb(0x10, short_base + 2)启动中断报告。

636 - 647行，如果没有指定共享中断，则以非共享中断方式注册中断处理函数short_interrupt。其中645行outb(0x10,short_base+2)启动中断报告。

653 - 663行，注册以顶半部/底半部的方式执行中断处理。如果使用tasklet，对应的中断处理函数是short_tl_interrupt，如果使用工作队列，对应的中断处理函数是short_wq_interrupt。

按照在short_init中出现的顺序，下面我们要看short_sh_interrupt函数了：

443irqreturn_t short_sh_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)444{445    int value, written;446    struct timeval tv;447448    /* If it wasn't short, return immediately */449    value = inb(short_base);450    if (!(value & 0x80))451        return IRQ_NONE;452453    /* clear the interrupting bit */454    outb(value & 0x7F, short_base);455456    /* the rest is unchanged */457458    do_gettimeofday(&tv);459    written = sprintf((char *)short_head,"%08u.%06u\n",460            (int)(tv.tv_sec % 100000000), (int)(tv.tv_usec));461    short_incr_bp(&short_head, written);462    wake_up_interruptible(&short_queue); /* awake any reading process */463    return IRQ_HANDLED;464} 93/* 94 * Atomicly increment an index into short_buffer 95 */ 96static inline void short_incr_bp(volatile unsigned long *index, int delta) 97{ 98    unsigned long new = *index + delta; 99    barrier();  /* Don't optimize these two together */100    *index = (new >= (short_buffer + PAGE_SIZE)) ? short_buffer : new;101}

注册共享的中断处理程序时，request_irq函数的flag参数必须指定SA_SHIRQ标志，同时dev_id参数必须是唯一的，任何指向模块地址空间的指针都可以使用，但是dev_id不能设置为NULL。

注销共享中断处理程序同样使用free_irq，传递dev_id参数用来从该中断的共享处理程序列表中选择指定的处理程序。这也是dev_id必须唯一的原因。

内核为每个中断维护了一个共享处理程序列表，这些处理程序的dev_id各不相同，就像是设备的签名。

当请求一个共享中断时，如果满足下面条件之一，request_irq就能成功：

1.中断号空闲。

2.任何已经注册了该中断号的处理例程也标识了中断号是共享的。

当共享的中断发生时，内核会调用每一个已经注册的中断处理函数，因此，一个共享中断的中断处理函数必须能识别属于自己的中断，如果不是自己的设备被中断，应该迅速退出。

449 - 451行，读取端口short_base，如果ACK位为1，则报告的中断就是发送给short的。如果为0，则是发给其它中断处理函数的，此时short_sh_interrupt应该立即退出。

454行，清除ACK位。

458行，获取当前时间。

459 - 460行，将时间信息保存在short_head中，在模块初始化函数short_init中，有如下语句：

588    short_buffer = __get_free_pages(GFP_KERNEL,0); /* never fails */  /* FIXME */

589    short_head = short_tail = short_buffer;

所以short_head指向缓冲区short_buffer的空闲起始位置。

461行，调用short_incr_bp函数更新空闲缓冲区头指针short_head位置。

462行，唤醒等待队列short_queue上的进程。

如果不是使用共享中断方式，在short_init函数中注册的中断处理函数是short_interrupt，该函数内容如下：

336irqreturn_t short_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)337{338    struct timeval tv;339    int written;340341    do_gettimeofday(&tv);342343        /* Write a 16 byte record. Assume PAGE_SIZE is a multiple of 16 */344    written = sprintf((char *)short_head,"%08u.%06u\n",345            (int)(tv.tv_sec % 100000000), (int)(tv.tv_usec));346    BUG_ON(written != 16);347    short_incr_bp(&short_head, written);348    wake_up_interruptible(&short_queue); /* awake any reading process */349    return IRQ_HANDLED;350}

short_interrupt函数的内容和共享中断处理函数short_sh_interrupt的后半部分完全一样，这里不多解释，请参考对short_sh_interrupt函数的分析。

如果指定以顶半部/底半部的方式执行中断处理，在short_init函数中重新注册了中断处理函数，如果采用tasklet，则顶半部是short_tl_interrupt，如果采用工作队列，则顶半部是short_wq_interrupt。这两个函数列出如下：

413irqreturn_t short_wq_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)414{415    /* Grab the current time information. */416    do_gettimeofday((struct timeval *) tv_head);417    short_incr_tv(&tv_head);418419    /* Queue the bh. Don't worry about multiple enqueueing */420    schedule_work(&short_wq);421422    short_wq_count++; /* record that an interrupt arrived */423    return IRQ_HANDLED;424}425426427/*428 * Tasklet top half429 */430431irqreturn_t short_tl_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)432{433    do_gettimeofday((struct timeval *) tv_head); /* cast to stop 'volatile' warning */434    short_incr_tv(&tv_head);435    tasklet_schedule(&short_tasklet);436    short_wq_count++; /* record that an interrupt arrived */437    return IRQ_HANDLED;438}

在顶半部中，取得当前时间后，调用short_incr_tv函数将时间保存在tv_data数组中，然后调度tasklet或工作稍后执行：

372static inline void short_incr_tv(volatile struct timeval **tvp)373{374    if (*tvp == (tv_data + NR_TIMEVAL - 1))375        *tvp = tv_data;  /* Wrap */376    else377        (*tvp)++;378}

short_incr_tv函数用到的几个变量定义如下：

357#define NR_TIMEVAL 512 /* length of the array of time values */358359struct timeval tv_data[NR_TIMEVAL]; /* too lazy to allocate it */360volatile struct timeval *tv_head=tv_data;361volatile struct timeval *tv_tail=tv_data;

工作short_wq的初始化在short_init函数中：

597    INIT_WORK(&short_wq, (void (*)(void *)) short_do_tasklet, NULL);

tasklet short_tasklet定义在第91行，如下：

91DECLARE_TASKLET(short_tasklet, short_do_tasklet, 0);

由此可见，工作队列和tasklet的处理函数都是short_do_tasklet，它就是所谓的底半部函数：

382void short_do_tasklet (unsigned long unused)383{384    int savecount = short_wq_count, written;385    short_wq_count = 0; /* we have already been removed from the queue */386    /*387     * The bottom half reads the tv array, filled by the top half,388     * and prints it to the circular text buffer, which is then consumed389     * by reading processes390     */391392    /* First write the number of interrupts that occurred before this bh */393    written = sprintf((char *)short_head,"bh after %6i\n",savecount);394    short_incr_bp(&short_head, written);395396    /*397     * Then, write the time values. Write exactly 16 bytes at a time,398     * so it aligns with PAGE_SIZE399     */400401    do {402        written = sprintf((char *)short_head,"%08u.%06u\n",403                (int)(tv_tail->tv_sec % 100000000),404                (int)(tv_tail->tv_usec));405        short_incr_bp(&short_head, written);406        short_incr_tv(&tv_tail);407    } while (tv_tail != tv_head);408409    wake_up_interruptible(&short_queue); /* awake any reading process */410}

在底半部函数中，把时间信息从tv_data数组中取出来，写到short_buffer缓冲区中，然后唤醒等待队列short_queue上的进程。这些进程将从short_buffer中读取时间信息。

三、文件操作函数

分析完了模块初始化函数,我们可以看设备文件操作函数了，文件操作函数集是short_fops：

270struct file_operations short_fops = {271    .owner   = THIS_MODULE,272    .read    = short_read,273    .write   = short_write,274    .poll    = short_poll,275    .open    = short_open,276    .release = short_release,277};

先看short_open函数：

114int short_open (struct inode *inode, struct file *filp)115{116    extern struct file_operations short_i_fops;117118    if (iminor (inode) & 0x80)119        filp->f_op = &short_i_fops; /* the interrupt-driven node */120    return 0;121}

118 - 119行，如果次设备号的第8位为1，重新设置文件操作函数集为short_i_fops。理解这样的设置可以看一下ldd3自带的short_load脚本，该脚本创建的设备节点/dev/shortint和/dev/shortprint的次设备号分别为128和129，如果对这两个节点进行操作，采用short_i_fops，即使用中断。对其它节点的操作，使用非中断操作。

328struct file_operations short_i_fops = {329    .owner   = THIS_MODULE,330    .read    = short_i_read,331    .write   = short_i_write,332    .open    = short_open,333    .release = short_release,334};

下面看short_read的实现：

190ssize_t short_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)191{192    return do_short_read(filp->f_dentry->d_inode, filp, buf, count, f_pos);193} 134ssize_t do_short_read (struct inode *inode, struct file *filp, char __user *buf,135        size_t count, loff_t *f_pos)136{137    int retval = count, minor = iminor (inode);138    unsigned long port = short_base + (minor&0x0f);139    void *address = (void *) short_base + (minor&0x0f);140    int mode = (minor&0x70) >> 4;141    unsigned char *kbuf = kmalloc(count, GFP_KERNEL), *ptr;142143    if (!kbuf)144        return -ENOMEM;145    ptr = kbuf;146147    if (use_mem)148        mode = SHORT_MEMORY;149150    switch(mode) {151        case SHORT_STRING:152        insb(port, ptr, count);153        rmb();154        break;155156        case SHORT_DEFAULT:157        while (count--) {158            *(ptr++) = inb(port);159            rmb();160        }161        break;162163        case SHORT_MEMORY:164        while (count--) {165            *ptr++ = ioread8(address);166            rmb();167        }168        break; 169        case SHORT_PAUSE:170        while (count--) {171            *(ptr++) = inb_p(port);172            rmb();173        }174        break;175176        default: /* no more modes defined by now */177        retval = -EINVAL;178        break;179    }180    if ((retval > 0) && copy_to_user(buf, kbuf, retval))181        retval = -EFAULT;182    kfree(kbuf);183    return retval;184}

138行，确定要访问的端口。

139行，确定要访问的内存地址。

注意，对一个设备节点来说，要么是采用I/O端口，要么是采用I/O内存，不可能两个同时用，所以137和138行只有一个起作用，这里只是为减少程序代码而写在一起。理解这两句话，需要联系模块初始化函数short_init中的如下代码：

560    /* Get our needed resources. */561    if (!use_mem) {562        if (! request_region(short_base, SHORT_NR_PORTS, "short")) {563            printk(KERN_INFO "short: can't get I/O port address 0x%lx\n",564                    short_base);565            return -ENODEV;566        }567568    } else {569        if (! request_mem_region(short_base, SHORT_NR_PORTS, "short")) {570            printk(KERN_INFO "short: can't get I/O mem address 0x%lx\n",571                    short_base);572            return -ENODEV;573        }574575        /* also, ioremap it */576        short_base = (unsigned long) ioremap(short_base, SHORT_NR_PORTS);577        /* Hmm... we should check the return value */578    }

回到do_short_read函数：

140行，确定mode值，要理解这句，也要参考LDD3自带的short_load脚本对设备节点次设备号的设置。/dev/short0 - /dev/short7次设备号是0 - 7，对应的mode是0，/dev/short0p - /dev/short7p次设备号是16 - 23，对应的mode是1，/dev/short0s - /dev/short7s次设备号是32 - 39，对应的mode是2。

151 - 153行，使用insb(port, ptr, count)，从port端口一次读count个字节的数据到ptr指向的内存中;

157 - 160行，使用inb(port)一次从port端口读一个位数据，循环count次。

164 - 167行，使用ioread8(address)，从I/O内存address处读一个字节，循环count次。

169 - 173行，使用暂停式I/O函数inb_p(port)，一次从port端口读一个位数据，重复count次。

180行，将读到的数据拷贝到用户空间。

short_write函数的实现与short_read函数类似，只是方向相反而已，这里不再详细分析了。

下面我们来看使用中断的读函数short_i_read：

281ssize_t short_i_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)282{283    int count0;284    DEFINE_WAIT(wait);285286    while (short_head == short_tail) {287        prepare_to_wait(&short_queue, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);288        if (short_head == short_tail)289            schedule();290        finish_wait(&short_queue, &wait);291        if (signal_pending (current))  /* a signal arrived */292            return -ERESTARTSYS; /* tell the fs layer to handle it */293    }294    /* count0 is the number of readable data bytes */295    count0 = short_head - short_tail;296    if (count0 < 0) /* wrapped */297        count0 = short_buffer + PAGE_SIZE - short_tail;298    if (count0 < count) count = count0;299300    if (copy_to_user(buf, (char *)short_tail, count))301        return -EFAULT;302    short_incr_bp (&short_tail, count);303    return count;304}

284行，创建等待队列入口wait。

286行，如果short_head等于short_tail，说明short_buffer缓冲区中没有数据可读，需要休眠等待。前面在分析中断处理函数时，我们已经看到在short设备的中断处理函数中，会将数据写入short_buffer缓冲区并唤醒等待队列中的进程。

287 - 289，进入休眠。

290 - 293，被唤醒后执行清理工作。

300行，拷贝short_tail开始的count个数据到用户空间。

302行，更新short_tail位置。

下面我们来看使用中断的写函数short_i_write：

306ssize_t short_i_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,307        loff_t *f_pos)308{309    int written = 0, odd = *f_pos & 1;310    unsigned long port = short_base; /* output to the parallel data latch */311    void *address = (void *) short_base;312313    if (use_mem) {314        while (written < count)315            iowrite8(0xff * ((++written + odd) & 1), address);316    } else {317        while (written < count)318            outb(0xff * ((++written + odd) & 1), port);319    }320321    *f_pos += count;322    return written;323}

313 - 315，使用I/O内存，调用iowrite8写数据。

316 - 318，使用I/O端口，调用outb写数据。