linux块设备驱动程序

本代码来自于韦东山老师嵌入式二期驱动视频所讲解，仅供学习参考。如有侵权等行为，可当即撤销本文章。更多信息请关注www.100ask.com!!!

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




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/blocks/xd.c
 *
 */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#include 
#include 
#include 

static struct gendisk *ramblock_disk;
static struct request_queue_t *ramblock_queue;
static DEFINE_SPINLOCK(ramblock_lock);
static int major;
static unsigned char *ramblock_buf;
#define RAMBLOCK_SIZE (1024*1024)

static int ramblock_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
{
	
	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", ++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; /* 左移9位相当于乘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", ++r_cnt);
			memcpy(req->buffer, ramblock_buf+offset, len);
		}
		else
		{
			printk("do_ramblock_request write: %d\n\r", ++w_cnt);
			memcpy(ramblock_buf+offset, req->buffer, len);	
		}
		
		end_request(req, 1);	/* wrap up, 0 = fail, 1 = success */
	}
	
}


static int ramblock_init(void)
{
	/* 分配一个gendisk结构体 */
	ramblock_disk = alloc_disk(16);/* 次设备号为“0”，表示整个磁盘；设备号为“1”或者其他表示分区 */
	
	/* 设置 */
	/* 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;
	
	/* 设置其他属性比如：容量等 */
	major = register_blkdev(0, "ramblock");
	
	ramblock_disk->major = major; /* 主设备号 */
	ramblock_disk->first_minor = 0;
	sprintf(ramblock_disk->disk_name, "ramblock");
	ramblock_disk->fops = &ramblock_fops;
	
	set_capacity(ramblock_disk, RAMBLOCK_SIZE/512);

	/* 硬件相关操作：分配一块内存 */
	ramblock_buf = kzalloc(RAMBLOCK_SIZE, GFP_KERNEL);
	/* 注册 */
	add_disk(ramblock_disk);
	
	return 0;
}

static void ramblock_exit(void)
{
	unregister_blkdev(major, "ramblock_disk");
	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");

测试：

/* 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
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