linux之块设备驱动程序
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
<LINUX内核源代码情景分析>
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\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
驱动程序源代码：
/* 参考:
* drivers\block\xd.c
* drivers\block\z2ram.c
*/
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/genhd.h>
#include <linux/hdreg.h>
#include <linux/ioport.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/blkpg.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/io.h>
#include <asm/system.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/dma.h>
static struct gendisk *ramblock_disk;
static request_queue_t *ramblock_queue;
static int major;
static DEFINE_SPINLOCK(ramblock_lock);
#define RAMBLOCK_SIZE (1024*1024)
static unsigned char *ramblock_buf;
static int ramblock_getgeo(struct block_device *bdev, struct hd_geometry *geo)
{
/* 容量=heads*cylinders*sectors*512 */
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\n", ++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;
/* 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_cnt);
memcpy(req->buffer, ramblock_buf+offset, len);
}
else
{
//printk("do_ramblock_request write %d\n", ++w_cnt);
memcpy(ramblock_buf+offset, req->buffer, len);
}
end_request(req, 1);
}
}
static int ramblock_init(void)
{
/* 1. 分配一个gendisk结构体 */
ramblock_disk = alloc_disk(16); /* 次设备号个数: 分区个数+1 */
/* 2. 设置 */
/* 2.1 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;
/* 2.2 设置其他属性: 比如容量 */
major = register_blkdev(0, "ramblock"); /* cat /proc/devices */
ramblock_disk->major = major;
ramblock_disk->first_minor = 0;
sprintf(ramblock_disk->disk_name, "ramblock");
ramblock_disk->fops = &ramblock_fops;
set_capacity(ramblock_disk, RAMBLOCK_SIZE / 512);
/* 3. 硬件相关操作 */
ramblock_buf = kzalloc(RAMBLOCK_SIZE, GFP_KERNEL);
/* 4. 注册 */
add_disk(ramblock_disk);
return 0;
}
static void ramblock_exit(void)
{
unregister_blkdev(major, "ramblock");
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");