zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 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);    //搜索make_request_fn  找到 q->make_request_fn = mfn;
                                        // 默认的函数是__make_request
                                        __make_request
                                            // 先尝试合并  ;elevator :电梯
                                            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:
    driverslockxd.c
    driverslockz2ram.c


    (分配一块内存,在这个内存里模拟硬盘)
    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     (把 /dev/ramblock拷贝到 /mnt/ramblock.bin文件里)
    7. 在PC上查看ramblock.bin
       sudo mount -o loop ramblock.bin /mnt      ( -o  loop 可以把普通文件当做块设备挂接)


    测试5th:
    1. insmod ramblock.ko
    2. ls /dev/ramblock*

    3. fdisk /dev/ramblock               (fdisk 对硬盘进行分区)


    # fdisk /dev/ramblock             (分区)
    Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel
    Building a new DOS disklabel. Changes will remain in memory only,
    until you decide to write them. After that the previous content
    won't be recoverable.


    Warning: invalid flag 0x00,0x00 of partition table 4 will be corrected by w(rite)


    Command (m for help): m
    Command Action
    a       toggle a bootable flag
    b       edit bsd disklabel
    c       toggle the dos compatibility flag
    d       delete a partition
    l       list known partition types
    n       add a new partition
    o       create a new empty DOS partition table
    p       print the partition table
    q       quit without saving changes
    s       create a new empty Sun disklabel
    t       change a partition's system id
    u       change display/entry units
    v       verify the partition table
    w       write table to disk and exit            (分区后,最后一步要把分区表写进磁盘,并退出。  也就是保存分区)
    x       extra functionality (experts only)


    Command (m for help): n
    Command action
       e   extended (扩展分区)
       p   primary partition (1-4)              (主分区)
    p
    Partition number (1-4): 1                 //第一个主分区
    First cylinder (1-32, default 1): 1      //第一个柱面
    Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (6-32, default 32): 10          //第10个柱面

    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

    //用内存来模拟块设备驱动程序

    /* 参考:
     * driverslockxd.c
     * driverslockz2ram.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)
    {      //磁头、柱面、扇区
    /* 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)  //处理队列的函数
    { // 它提供读写能力
    static int r_cnt = 0;
    static int w_cnt = 0;
    struct request *req;

    //printk("do_ramblock_request %d ", ++cnt);


    while ((req = elv_next_request(q)) != NULL) { //以电梯调度算法取出下一个请求
    /* 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)
    {//从磁盘里读数据,读到req->buffer里
    //printk("do_ramblock_request read %d ", ++r_cnt);
    memcpy(req->buffer, ramblock_buf+offset, len);
    }//ramblock_buf+offset  起始地址加上偏移值
    else
    {//向磁盘里写数据
    //printk("do_ramblock_request write %d ", ++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); //分配一块内存


    /* 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");


  • 相关阅读:
    跟着Android学设计模式:代理(proxy)
    阿里巴巴无敌公关能力鲜为人知的内幕
    Linux与JVM的内存关系分析
    树莓派学习笔记——交叉编译练习之SQLite3安装
    atitit.eclipse 新特性总结3.1--4.3
    JAVA-1-学习历程1:基础知识1
    [OpenNebula]中间件訪问驱动程序
    RESTFul中的那些事(1)---在RESTFul中,HTTP Put和Patch操作的差别?
    再看数据库——(3)触发器
    QT5: QApplication, no such file or directory
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/alan666/p/8312365.html
Copyright © 2011-2022 走看看