块设备驱动程序
1.字符设备驱动程序
App : open read write
驱动：drv_open drv_read drv_write
硬件：
0>确定主设备号
1>file_operations
.open
.read
.write
2>register_chrdev(主,name, 主设备号)
3>入口：
4>出口：
1>查询方式
2>休眠-唤醒
app:read
--------
驱动：drv_read
if(nodata)
sleep<----中断服务程序唤醒 request_irq
//被唤醒后
copy_to_user
return
3>poll机制
4>异步通知：发信号
5>输入子系统，融入别人写的代码
2.块设备驱动程序
App : open read write
块驱动：drv_open drv_read drv_write
硬件：
硬盘：
1.先不执行，而是放入队列
2.优化后再执行，调整执行的顺序
FLASH
1.读出整块到buffer
2.修改buffer里扇区
3.擦除整块
4.烧写整块
优化：
1.先不执行，放入队列
2.优化后执行，合并
块设备和字符设备的区别：
不能直接提供读写函数
1.把读写放入队列
2.优化后再执行
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
框架：
app: open,read,write "1.txt"
--------------------------------------------- 文件的读写
文件系统: vfat, ext2, ext3, yaffs2, jffs2 (把文件的读写转换为扇区的读写)
-----------------ll_rw_block----------------- 扇区的读写
1. 把"读写"放入队列
2. 调用队列的处理函数(优化/调顺序/合并)
块设备驱动程序
---------------------------------------------
硬件: 硬盘,flash
<LINUX内核源代码情景分析>
分析ll_rw_block
for (i = 0; i < nr; i++) {
struct buffer_head *bh = bhs[i];
submit_bh(rw, bh);
struct bio *bio; // 使用bh来构造bio (block input/output)
submit_bio(rw, bio);
// 通用的构造请求: 使用bio来构造请求(request)
generic_make_request(bio);
__generic_make_request(bio);
request_queue_t *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev); // 找到队列
// 调用队列的"构造请求函数"
ret = q->make_request_fn(q, bio);
// 默认的函数是__make_request
__make_request
// 先尝试合并
elv_merge(q, &req, bio);
// 如果合并不成，使用bio构造请求
init_request_from_bio(req, bio);
// 把请求放入队列
add_request(q, req);
// 执行队列
__generic_unplug_device(q);
// 调用队列的"处理函数"
q->request_fn(q);
怎么写块设备驱动程序呢？
1. 分配gendisk: alloc_disk
2. 设置
2.1 分配/设置队列: request_queue_t // 它提供读写能力
blk_init_queue
2.2 设置gendisk其他信息 // 它提供属性: 比如容量
3. 注册: add_disk
参考：
drivers\block\xd.c
drivers\block\z2ram.c
测试3th,4th:
在开发板上:
1. insmod ramblock.ko
2. 格式化: mkdosfs /dev/ramblock
3. 挂接: mount /dev/ramblock /tmp/
4. 读写文件: cd /tmp, 在里面vi文件
5. cd /; umount /tmp/
6. cat /dev/ramblock > /mnt/ramblock.bin 把/dev/ramblock里面的内容放到/mnt/ramblock.bin里面
7. 在PC上查看ramblock.bin
sudo mount -o loop ramblock.bin /mnt
测试5th:
1. insmod ramblock.ko
2. ls /dev/ramblock*
3. fdisk /dev/ramblock
ramblock.c
/* 参考: * drivers\block\xd.c * drivers\block\z2ram.c */ #include <linux/module.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/mm.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/timer.h> #include <linux/genhd.h> #include <linux/hdreg.h> #include <linux/ioport.h> #include <linux/init.h> #include <linux/wait.h> #include <linux/blkdev.h> #include <linux/blkpg.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/io.h> #include <asm/system.h> #include <asm/uaccess.h> #include <asm/dma.h> static struct gendisk *ramblock_disk; static request_queue_t *ramblock_queue; static int major; static DEFINE_SPINLOCK(ramblock_lock); #define RAMBLOCK_SIZE (1024*1024) static unsigned char *ramblock_buf; static int ramblock_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo) { /* 容量=heads*cylinders*sectors*512 */ geo->heads = 2; geo->cylinders = 32; geo->sectors = RAMBLOCK_SIZE/2/32/512; return 0; } static struct block_device_operations ramblock_fops = { .owner = THIS_MODULE, .getgeo = ramblock_getgeo, }; static void do_ramblock_request(request_queue_t * q) { static int r_cnt = 0; static int w_cnt = 0; struct request *req; //printk("do_ramblock_request %d\n", ++cnt); while ((req = elv_next_request(q)) != NULL) { /* 数据传输三要素: 源,目的,长度 */ /* 源/目的: */ unsigned long offset = req->sector * 512; /* 目的/源: */ // req->buffer /* 长度: */ unsigned long len = req->current_nr_sectors * 512; if (rq_data_dir(req) == READ) { //printk("do_ramblock_request read %d\n", ++r_cnt); memcpy(req->buffer, ramblock_buf+offset, len); } else { //printk("do_ramblock_request write %d\n", ++w_cnt); memcpy(ramblock_buf+offset, req->buffer, len); } end_request(req, 1); } } static int ramblock_init(void) { /* 1. 分配一个gendisk结构体 */ ramblock_disk = alloc_disk(16); /* 次设备号个数: 分区个数+1 */ /* 2. 设置 */ /* 2.1 分配/设置队列: 提供读写能力 */ ramblock_queue = blk_init_queue(do_ramblock_request, &ramblock_lock); ramblock_disk->queue = ramblock_queue; /* 2.2 设置其他属性: 比如容量 */ major = register_blkdev(0, "ramblock"); /* cat /proc/devices */ ramblock_disk->major = major; ramblock_disk->first_minor = 0; sprintf(ramblock_disk->disk_name, "ramblock"); ramblock_disk->fops = &ramblock_fops; set_capacity(ramblock_disk, RAMBLOCK_SIZE / 512); /* 3. 硬件相关操作 */ ramblock_buf = kzalloc(RAMBLOCK_SIZE, GFP_KERNEL); /* 4. 注册 */ add_disk(ramblock_disk); return 0; } static void ramblock_exit(void) { unregister_blkdev(major, "ramblock"); del_gendisk(ramblock_disk); put_disk(ramblock_disk); blk_cleanup_queue(ramblock_queue); kfree(ramblock_buf); } module_init(ramblock_init); module_exit(ramblock_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
Makefile
KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6 all: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean: make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean rm -rf modules.order obj-m += ramblock.o
