块设备

1.块设备(磁盘、SD卡)

2.网络设备

3.字符设备

这三种设备驱动程序。

块设备与字符设备区别：

1.读取数据单位不同，块设备固定。

2.块设备随机访问、字符设备顺序访问。

VFS:虚拟文件系统。是对各种具体文件系统的一种封装，为用户程序访问文件提供统一的接口。

Disk cache：当用户发起文件访问请求的时候，首先到Disk Cache中寻找文件是否被缓存，如果是，则直接从cache中读取。如果不在，就必须到具体文件系统中读取数据。

  Mapping layer：1、首先确定文件系统的block size，然后计算所请求的数据包含多少个blk。

2.调用具体文件系统的函数访问文件的inode结构，确定所请求的数据在磁盘上的地址。

Generic Block layer:linux内核把块设备看做由若干个扇区组成的数据空间，上层的读写请求在通用块层被构造成一个或多个bio结构。

I/O调度算法

设备描述：linux内核使用struct gendisk （定义于<linux/genhd.h>）来描述块设备

二、注册设备：

使用add_disk函数向内核注册块设备驱动

三、设备操作：块设备使用一个结构体：struct block_device_operations:

四、I/O请求：

在linux内核中、使用struct request来表示等待处理的块设备I/O请求。

请求队列：

简单的讲，请求队列就是I/O请求request所形成的队列，在linux内核中struct request_queue描述。

初始化请求队列：

 

编写好程序后，先编译：make

加载驱动：insmod simple-blk.ko

检查驱动：在dev下查看： ls  /dev/simp_blkdev -l

块设备驱动测试：

1.insmod simple-blk.ko

2.ls /dev/simp_blkdev

3.mkfs.ext3 /dev/simp_blkdev   //格式化

4.mkdir -p  /mnt/blk

5.mount   /dev/simp_blkdev  /mnt/blk/  //挂载

6.cp /etc/init.d/*  /mnt/blk/  //写数据

7.ls /mnt/blk

8. umount /mnt/blk

9. ls  /mnt/blk

第二种方法：

BIO:1个struct bio代表1次块设备I/O请求，IO调度器可将连续的bio合并成1个请求 struct request。

不用kernel提供的_make_request（）(包含I/O调度算法)，自己写请求队列并绑定函数方法：

static int __init simp_blkdev_init(void)
{
        int ret;

        simp_blkdev_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
        if (!simp_blkdev_queue) {
                ret = -ENOMEM;
                goto err_alloc_queue;
        }
        blk_queue_make_request(simp_blkdev_queue, simp_blkdev_make_request);

        simp_blkdev_disk = alloc_disk(1);
        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_alloc_queue:
        return ret;
}