linux c语言读写块设备,Linux块设备IO子系统(一) _驱动模型

块设备是Linux三大设备之一，其驱动模型主要针对磁盘，Flash等存储类设备，块设备(blockdevice)是一种具有一定结构的随机存取设备，对这种设备的读写是按块(所以叫块设备)进行的，他使用缓冲区来存放暂时的数据，待条件成熟后，从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区。作为存储设备，块设备驱动的核心问题就是哪些page->segment->block->sector与哪些sector有数据交互，本文以3.14为蓝本，探讨内核中的块设备驱动模型。

框架

下图是Linux中的块设备模型示意图，应用层程序有两种方式访问一个块设备：/dev和文件系统挂载点，前者和字符设备一样，通常用于配置，后者就是我们mount之后通过文件系统直接访问一个块设备了。

read()系统调用最终会调用一个适当的VFS函数(read()-->sys_read()-->vfs_read())，将文件描述符fd和文件内的偏移量offset传递给它。

VFS会判断这个SCI的处理方式，如果访问的内容已经被缓存在RAM中(磁盘高速缓存机制)，就直接访问，否则从磁盘中读取

为了从物理磁盘中读取，内核依赖映射层mapping layer，即上图中的磁盘文件系统确定该文件所在文件系统的块的大小，并根据文件块的大小计算所请求数据的长度。本质上，文件被拆成很多块，因此内核需要确定请求数据所在的块

映射层调用一个具体的文件系统的函数，这个层的函数会访问文件的磁盘节点，然后根据逻辑块号确定所请求数据在磁盘上的位置。

内核利用通用块层(generic block layer)启动IO操作来传达所请求的数据，通常&