34.驱动--块设备驱动

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块设备注册 register_blkdev_少想多做-CSDN博客_register_blkdev

写写加深印象。块设备跟字符设备不同，块设备是按扇区大小来读写数据的, 可以随机读写设备的任意位置处的数据.

段(Segments)：由若干个块组成。是Linux内存管理机制中一个内存页或者内存页的一部分。
块 (Blocks)： 由Linux制定对内核或文件系统等数据处理的基本单位。通常由1个或多个扇区组成。（对Linux操作系统而言）
扇区(Sectors)：块设备的基本单位。通常在512字节到32768字节之间,默认512字节

块设备驱动的框架不想写了。知道块设备会使用电梯算法对读写进行优化就好，把”读写“放入队列，调用队列处理函数把位置靠近的数据合并，数据的读写顺序进行调整（统一先写或者先读），从而提高效率。

注册一个块设备驱动,需要以下步骤:

创建一个块设备
分配一个申请队列
分配一个gendisk结构体
设置gendisk结构体的成员
注册gendisk结构体

第一步：创建块设备

使用register_blkdev(unsigned int major, const char *name) 来创建，第一个参数是主设备号，如果写0，则内核自动分配，第二个参数是设备名称，名字不重要。

注册后，可以在/proc/devices下看到(cat /proc/device)。

第二步：分配gendisk结构体

内核使用gendisk(通用磁盘)结构来表示一个独立的磁盘设备。实际上内核还使用gendisk表示分区。gendisk结构体存储该设备的硬盘信息，包括请求队列、分区链表和块设备操作函数集等。

minors 参数是这个磁盘使用的次设备号的数量，一般也就是磁盘分区的数量，此后minors不能被修改。

第三步：对gendisk结构体进行设置

1）分配队列

使用blk_init_queue()分配+初始化+绑定一个有IO调度的gendisk的requst_queue，并赋予gendisk结构体。

第一个参数是电梯调度算法的函数，需要用户完善，第二参数是一个自旋锁，当进行优化时，锁住不被其它程序中断

使用内存模拟磁盘
static request_queue_t *ramblock_queue;
ramblock_buf = kzalloc(RAMBLOCK_SIZE, GFP_KERNEL);
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);}
}

2）把块设备和gendisk结构体联系起来

此时结构体和创建的块设备还是相互独立的，把主设备号赋予结构体

3）建立并赋予块设备操作结构体block_device_operations

类似于字符设备的file_operations结构体，如果使用/dev接口访问块设备，最终就会回调这个操作方法集的注册函数。一般只需要完善getgeo即可，获得磁盘的空间大小

4）设置gendisk结构体的扇区数

使用set_capacity（）函数，(gendisk结构体成员copacity), size等于扇区数，一个扇区512

5）注册gendisk类型对象到内核

使用函数void add_disk(struct gendisk *disk);完成这步，一个完整的块设备就完成

第三步：

在出口把所有注册的资源全部删除

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