linux驱动学习--第二十四天：第十三章：Linux 块设备驱动（一）：块设备的 I/O 操作特点 和 block_device_operations 结构体

块设备的 I/O 操作特点

字符设备与块设备 I/O 操作的不同如下。
（1）块设备只能以块为单位接受输入和返回输出，而字符设备则以字节为单位。大多数设备是字符
设备，因为它们不需要缓冲而且不以固定块大小进行操作。
（2）块设备对于I/O 请求有对应的缓冲区，因此它们可以选择以什么顺序进行响应，字符设备无须缓
冲且被直接读写。对于存储设备而言调整读写的顺序作用巨大，因为在读写连续的扇区比分离的扇区更快。
（3）字符设备只能被顺序读写，而块设备可以随机访问。虽然块设备可随机访问，但是对于磁盘这
类机械设备而言，顺序地组织块设备的访问可以提高性能，如图13.1 所示，对扇区1、10、3、2 的请求被
调整为对扇区1、2、3、10 的请求。而对SD 卡、RamDisk 等块设备而言，不存在机械上的原因，进行这
样的调整没有必要。

 

Linux 块设备驱动结构 13.2.1 block_device_operations 结构体

 

block_device_operations 结构体
1 struct block_device_operations
2 {
3 int(*open)(struct inode *, struct file*); //打开
4 int(*release)(struct inode *, struct file*); //释放
5 int(*ioctl)(struct inode *, struct file *, unsigned, unsigned long); //ioctl
6 long(*unlocked_ioctl)(struct file *, unsigned, unsigned long);
7 long(*compat_ioctl)(struct file *, unsigned, unsigned long);
8 int(*direct_access)(struct block_device *, sector_t, unsigned long*);
9 int(*media_changed)(struct gendisk*); //介质被改变？
10 int(*revalidate_disk)(struct gendisk*); //使介质有效
11 int(*getgeo)(struct block_device *, struct hd_geometry*);//填充驱动器信息

12 struct module *owner; //模块拥有者
13 };
下面对其主要的成员函数进行分析。

 

1．打开和释放
int (*open)(struct inode *inode, struct file *filp);
int (*release)(struct inode *inode, struct file *filp);
与字符设备驱动类似，当设备被打开和关闭时将调用它们

 

2．IO 控制
int (*ioctl)(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd,
unsigned long arg);
上述函数是ioctl()系统调用的实现，块设备包含大量的标准请求，这些标准请求由Linux 块设备层处
理，因此大部分块设备驱动的ioctl()函数相当短。

 

3．介质改变
int (*media_changed) (struct gendisk *gd);
被内核调用来检查是否驱动器中的介质已经改变，如果是，则返回一个非0 值，否则返回0。这个函
数仅适用于支持可移动介质的驱动器，通常需要在驱动中增加一个表示介质状态是否改变的标志变量，非
可移动设备的驱动不需要实现这个方法。

 

4．使介质有效
int (*revalidate_disk) (struct gendisk *gd);
revalidate_disk()函数被调用来响应一个介质改变，它给驱动一个机会来进行必要的工作以使新介质准
备好。

 

5．获得驱动器信息
int (*getgeo)(struct block_device *, struct hd_geometry *);
该函数根据驱动器的几何信息填充一个hd_geometry 结构体，hd_geometry 结构体包含磁头、扇区、柱
面等信息。

 

6．模块指针
struct module *owner;
一个指向拥有这个结构体的模块的指针，它通常被初始化为THIS_MODULE。