块设备驱动程序
设备描述---
定义于linux/genhd.h
struct gendisk
{
int major;主设备号
int first_minor;次设备号
int minors;
char disk_name[DISK_NAME_LEN];驱动名
struct block_device_operations *fops;
struct request_queue *queue;请求队列
....................................................
int node_id;
};
设备注册---
void add_disk(struct gendisk *gd)
设备操作---
字符设备通过file_operations结构来定义它所支持的操作。块设备通过struct block_device_operations结构来定义它所支持的操作。
无读写------使用I/O请求来实现。
struct block_device_operations
{
int (*open) (struct block_device *,fmode_t);
int (*release) (struct gendisk *,fmode_t);
int (*ioctl) (struct block_device *,fmode_t,unsigned,unsigned long);
...............................................
};
I/O请求---
struct request表示等待处理的块设备I/O请求。
struct request
{
struct list_head queuelist;链表结构
sector_t sector;要操作的首个扇区
unsigned long nr_sectors;要操作的扇区数目
struct bio *bio;请求的bio结构体的链表
struct bio *biotail;请求的bio结构体的链表尾
...............................
}；
请求队列----
简单的讲，请求队列就是IO请求request所形成的队列，在linux内核中struct request_queue描述。
内核提供了一系列函数用来操作请求队列：
struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn,spinlock_t *lock)
rfn 函数指针------当请求队列上有request过来之后，通过自己定义的这个函数指针指向的函数，实现真正的数据访问。
lock 自旋锁
初始化请求队列，一般在块设备驱动的模块加载函数中调用。
void blk_cleanup_queue(request_queue_t *q)
清除请求队列，这个函数完成将请求队列返回给系统的任务，一般在块设备驱动模块卸载函数中调用。
struct request *elv_next_request(request_queue_t *queue)
返回一个要处理的请求（由IO调度器决定），如果没有请求则返回NULL。elv_next_request()不会清除请求，它仍然将这个请求保留在队列上，因此连续调用它2次，2次会返回同一个请求结构体。
void blkdev_dequeue_request(struct request *req)
从队列中删除一个请求。
#include <linux/module.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/kernel.h> /* printk() */
#include <linux/slab.h> /* kmalloc() */
#include <linux/fs.h> /* everything... */
#include <linux/errno.h> /* error codes */
#include <linux/timer.h>
#include <linux/types.h> /* size_t */
#include <linux/fcntl.h> /* O_ACCMODE */
#include <linux/hdreg.h> /* HDIO_GETGEO */
#include <linux/kdev_t.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/genhd.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/buffer_head.h> /* invalidate_bdev */
#include <linux/bio.h>
#define SIMP_BLKDEV_DEVICEMAJOR COMPAQ_SMART2_MAJOR
#define SIMP_BLKDEV_DISKNAME "simp_blkdev"
#define SIMP_BLKDEV_BYTES (16*1024*1024)
static struct request_queue *simp_blkdev_queue;
static struct gendisk *simp_blkdev_disk;
unsigned char simp_blkdev_data[SIMP_BLKDEV_BYTES];
名字能变，参数类型，返回值不能变。
static void simp_blkdev_do_request(struct request_queue *q)
{
struct request *req;
while ((req = elv_next_request(q)) != NULL) {
if ((req->sector + req->current_nr_sectors) << 9
> SIMP_BLKDEV_BYTES)
（要操作的首个扇区+要操作的扇区数目)*512>16*1024*1024
{
printk(KERN_ERR SIMP_BLKDEV_DISKNAME
": bad request: block=%llu, count=%u\n",
(unsigned long long)req->sector,
req->current_nr_sectors);
end_request(req, 0);
continue;
}
switch (rq_data_dir(req))
{//rq_data_dir(req)判断请求类型
case READ:
这里使用memcpy不好，因为是从内核空间向用户空间传数据，应该采用映射。由于这里是内存模拟，故可以这样使用。
memcpy(req->buffer,
simp_blkdev_data + (req->sector << 9),
req->current_nr_sectors << 9);
end_request(req, 1);//结束这个请求
break;
case WRITE:
memcpy(simp_blkdev_data + (req->sector << 9),
req->buffer, req->current_nr_sectors << 9);
end_request(req, 1);
break;
default:
/* No default because rq_data_dir(req) is 1 bit */
break;
}
}
}
struct block_device_operations simp_blkdev_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
};
static int __init simp_blkdev_init(void)
{
int ret;
simp_blkdev_queue = blk_init_queue(simp_blkdev_do_request, NULL);
初始化请求等待队列
if (!simp_blkdev_queue) {
ret = -ENOMEM;
goto err_init_queue;
}
simp_blkdev_disk = alloc_disk(1);
分配gendisk结构
if (!simp_blkdev_disk) {
ret = -ENOMEM;
goto err_alloc_disk;
}
strcpy(simp_blkdev_disk->disk_name, SIMP_BLKDEV_DISKNAME);
simp_blkdev_disk->major = SIMP_BLKDEV_DEVICEMAJOR;
simp_blkdev_disk->first_minor = 0;
simp_blkdev_disk->fops = &simp_blkdev_fops;
simp_blkdev_disk->queue = simp_blkdev_queue;
set_capacity(simp_blkdev_disk, SIMP_BLKDEV_BYTES>>9);
add_disk(simp_blkdev_disk);
return 0;
err_alloc_disk:
blk_cleanup_queue(simp_blkdev_queue);
err_init_queue:
return ret;
}
static void __exit simp_blkdev_exit(void)
{
del_gendisk(simp_blkdev_disk);
put_disk(simp_blkdev_disk);
blk_cleanup_queue(simp_blkdev_queue);
}
module_init(simp_blkdev_init);
module_exit(simp_blkdev_exit);