linux3.4.2内核之块设备驱动
1. 基本概念:
扇区(Sectors):任何块设备硬件对数据处理的基本单位。通常,1个扇区的大小为512byte。(对设备而言)
块 (Blocks):由Linux制定对内核或文件系统等数据处理的基本单位。通常,1个块由1个或多个扇区组成。(对Linux操作系统而言)
段(Segments):由若干个相邻的块组成。是Linux内存管理机制中一个内存页或者内存页的一部分。
2. 块设备结构体:
1 static const struct block_device_operations blk_ops = { 2 .owner = THIS_MODULE, 3 .open = blk_open, 4 .release = blk_release, 5 };
3. 创建块设备:
3.1静态创建(主设备号自己定义)
register_blkdev(MAJOR,"z-block");
3.2 动态创建(内核自动分配主设备号)
major = register_blkdev(0,"z-block");
4. 分配一个gendisk结构体,用来描述磁盘信息
blkdisk = alloc_disk(3);//磁盘分区数,次设备个数 = 分区数 + 1
5. 创建队列
内核驱动访问块设备,进行输入输出操作,都需要发送请求。但有些磁盘请求速度缓慢,影响了读写速度,所以引入了队列。采用电梯算法,先将请求放入队列,优化后执行,提高了块设备的访问速度。
blk_queue = blk_init_queue(do_request, &blk_spin);
其中第一个参数是队列的处理函数,第二个参数是队列访问权限的自旋锁。定义如下
static DEFINE_SPINLOCK(blk_spin);
6. 将队列告诉gendisk结构体
blkdisk->queue = blk_queue;
7. 确定主、次设备号及操作函数
blkdisk->first_minor = 0;
blkdisk->major = major;
sprintf(blkdisk->disk_name, "zblock");
blkdisk->fops = &blk_ops;
注意这里不加sprintf这句话,最后insmod会出错。具体原因我也还不知道。
8. 定义配磁盘容量(大小)
set_capacity(blkdisk, SIZE);//设置扇区数
9. 分配一块空间,作为源/目的
block_buf = kzalloc(BUFFERSIZE, GFP_KERNEL); //分配一块空间,作为源/目的
10. 向内核注册gendisk结构体
add_disk(blkdisk);
11. 请求队列处理函数
11.1 while循环使用elv_next_request()获取申请队列中每个未处理的申请,这是Linux2.6.22.6里的函数,对于linux3.4.2内核,应该使用blk_fetch_request函数;
11.2 使用rq_data_dir()来获取每个申请的读写命令标志,为 0(READ)表示读, 为1(WRITE)表示写;
11.3 使用memcp()来读或者写扇区(缓存);
11.4 linux2.6使用end_request()来结束获取的每个申请,linux3.4.2使用函数__blk_end_request_cur;
12. 磁盘格式化
/mnt # mkdosfs /dev/zblock
13. 挂载磁盘
/mnt # mount /dev/zblock tmp/
在tmp/目录下写数据,实际上写到了块设备/dev/zblock里面。cat /dev/zblock > /tmp/zblock.bin就可以将/dev/zblock里的数据传到/tmp/zblock.bin。
完整程序见https://www.cnblogs.com/zhu-g5may/p/9314403.html