Linux设备驱动

块设备驱动注册与注销

块设备驱动中的第1个办事一般是挂号它们自己到基础,完成这么些任务的函数是
register_blkdev(),其原型为:
int register_blkdev(unsigned int major, const char *name);

major
参数是块设备要利用的主设备号,name为设备名,它会在/proc/devices中被呈现。
如若major为0,内核会自动分配一个新的主设备号register_blkdev()函数的重临值就是这么些主设备号。如若回到1个负值,表明暴发了一个不当。

与register_blkdev()对应的撤废函数是unregister_blkdev(),其原型为:
int unregister_blkdev(unsigned int major, const char *name); 这里,传递给register_blkdev()的参数必须与传递给register_blkdev()的参数匹配,否则那么些函数重临-EINVAL。

块设备的哀告队列操作

正规的伸手处理程序能排序请求,并联合相邻的请求,假若一个块设备希望利用正式的乞请处理程序,这它必须调用函数blk_init_queue来最先化请求队列。当处理在队列上的请求时,必须拥有队列自旋锁。起始化请求队列
request_queue_t *blk_init_queue(request_fn_proc
*rfn, spinlock_t *lock);

该函数的第1个参数是呼吁处理函数的指针,第2个参数是决定访问队列权限的自旋锁,这一个函数会发生内存分配的行为,故它或许会破产,函数调用成
功时,它回到指向先河化请求队列的指针,否则,再次来到NULL。这些函数一般在块设备驱动的模块加载函数中调用。清除请求队列
void blk_cleanup_queue(request_queue_t * q);

其一函数完成将呼吁队列重临给系统的天职,一般在块设备驱动模块卸载函数中调用。

 

领取请求
struct request *elv_next_request(request_queue_t *queue); 
上述函数用于重返下一个要处理的央浼(由 I/O
调度器决定),倘若没有请求则赶回NULL。

除去请求
void blkdev_dequeue_request(struct request *req); 
上述函数从队列中去除1个请求。即使驱动中同时从同一个行列中操作了五个请求,它必须以如此的艺术将它们从队列中删去。

 

分配“请求队列”
request_queue_t *blk_alloc_queue(int gfp_mask);
对于FLASH、RAM盘等统统自由走访的非机械设备,并不需要举办复杂的I/O调度,这些时候,应该运用上述函数分配1个“请求队列”,并选取如下函数来绑定“请求队列”和“创造请求”函数。 void blk_queue_make_request(request_queue_t * q, 
make_request_fn * mfn);

void blk_queue_hardsect_size(request_queue_t *queue, 
unsigned short max); 
该函数用于告知内核块设备硬件扇区的大小,所有由基础暴发的伸手都是以此分寸的倍数并且被科学对界。不过,内核块设备层和驱动之间的通信仍然以512字节扇区为单位开展。

 

步骤:

在块设备驱动的模块加载函数中不足为奇需要形成如下工作:
① 分配、起初化请求队列,绑定请求队列和呼吁函数。
② 分配、初始化gendisk,给gendisk的major、fops、queue等成
员赋值,最终添加gendisk。
③ 注册块设备驱动。
在块设备驱动的模块卸载函数中司空眼惯需要与模块加载函数相反的劳作:
① 清除请求队列。
② 删除gendisk和对gendisk的引用。
③ 删除对块设备的引用,注销块设备驱动。

总结:

块设备的I/O操作办法与字符设备存在较大的例外,由此引入了
request_queue、request、bio等一层层数据结构。在所有块设备的I/O操作中,贯穿于始终的就是“请求”,字符设备的I/O操作则是一直开展不绕弯,
块设备的I/O操作会排队和构成。

使得的职责是处理请求,对请求的排队和整合由I/O调度算法解决,因而,块设备驱动的着力就是请求处理函数或“创建请求”函数。

尽管在块设备驱动中仍然存在block_device_operations结构体及其成员函数,但其不再包含读写一类的分子函数,而只是包含打开、释放及I/O控制等
与具象读写无关的函数。块设备驱动的结构分外复杂的,但万幸的是,块设备不像字符设备那么完美,它一般就是存储设备,而且使得的本位已经
Linux基础提供,针对一个特定的硬件系统,驱动工程师所波及到的做事多次只是编制少量的与硬件直接互动的代码。

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  1. #include <linux/init.h>    
  2. #include <linux/module.h>    
  3. #include <linux/kernel.h>    
  4. #include <linux/fs.h>  
  5. #include <asm/uaccess.h>  
  6. #include <linux/spinlock.h>  
  7. #include <linux/sched.h>  
  8. #include <linux/types.h>  
  9. #include <linux/fcntl.h>  
  10. #include <linux/hdreg.h>  
  11. #include <linux/genhd.h>  
  12. #include <linux/blkdev.h>  
  13.   
  14. #define MAXBUF 1024   
  15.   
  16.   
  17. #define BLK_MAJOR 253  
  18.   
  19. char blk_dev_name[]=”blk_dev”;  
  20. static char flash[1024*16];  
  21.   
  22.   
  23. int major;  
  24. spinlock_t lock;  
  25. struct gendisk *qg111钱柜娱乐官网,gd;  
  26.   
  27.   
  28.   
  29. /*块设备数量传输*/  
  30. static void blk_transfer(unsigned long sector, unsigned long nsect, char *buffer, int write)  
  31. {  
  32.     int read = !write;  
  33.     if(read)  
  34.     {  
  35.         memcpy(buffer, flash+sector*512, nsect*512);  
  36.     }  
  37.     else  
  38.     {  
  39.         memcpy(flash+sector*512, buffer, nsect*512);  
  40.     }  
  41. }  
  42.   
  43. /*块设备请求处理函数*/  
  44. static void blk_request_func(struct request_queue *q)  
  45. {  
  46.     struct request *req;  
  47.     while((req = elv_next_request(q)) != NULL)    
  48.     {  
  49.         if(!blk_fs_request(req))  
  50.         {  
  51.             end_request(req, 0);  
  52.             continue;  
  53.         }  
  54.           
  55.         blk_transfer(req->sector, req->current_nr_sectors, req->buffer, rq_data_dir(req));  
  56.         /*rq_data_dir从request得到多少传送的取向*/  
  57.         /*req->current_nr_sectors 在当下段少将完成的扇区数*/  
  58.         /*req->sector 将交由的下一个扇区*/  
  59.         end_request(req, 1);  
  60.     }  
  61. }  
  62.   
  63. /*strcut block_device_operations*/  
  64. static  int blk_ioctl(struct block_device *dev, fmode_t no, unsigned cmd, unsigned long arg)  
  65. {  
  66.        return -ENOTTY;  
  67. }  
  68.   
  69. static int blk_open (struct block_device *dev , fmode_t no)  
  70. {  
  71.     printk(“blk mount succeed\n”);  
  72.     return 0;  
  73. }  
  74. static int blk_release(struct gendisk *gd , fmode_t no)  
  75. {  
  76.     printk(“blk umount succeed\n”);  
  77.     return 0;  
  78. }  
  79. struct block_device_operations blk_ops=  
  80. {  
  81.     .owner = THIS_MODULE,  
  82.     .open = blk_open,  
  83.     .release = blk_release,  
  84.     .ioctl = blk_ioctl,  
  85. };  
  86.   
  87. //———————————————–  
  88.   
  89. static int __init block_module_init(void)  
  90. {  
  91.       
  92.       
  93.     if(!register_blkdev(BLK_MAJOR, blk_dev_name)) //注册一个块设备  
  94.     {  
  95.         major = BLK_MAJOR;    
  96.         printk(“regiser blk dev succeed\n”);  
  97.     }  
  98.     else  
  99.     {  
  100.         return -EBUSY;  
  101.     }  
  102.     gd = alloc_disk(1);  //分配一个gendisk,分区是一个  
  103.     spin_lock_init(&lock); //先河化一个自旋锁  
  104.     gd->major = major;  
  105.     gd->first_minor = 0;   //第一个次设备号  
  106.     gd->fops = &blk_ops;   //关联操作函数  
  107.   
  108.     gd->queue = blk_init_queue(blk_request_func, &lock); //起先化请求队列并涉及到gendisk  
  109.   
  110.     snprintf(gd->disk_name, 32, “blk%c”, ‘a’);    
  111.     blk_queue_hardsect_size(gd->queue, 512);  //设置扇区大小512字节  
  112.     set_capacity(gd, 32);  //设置块设备大小 512*32=16K  
  113.     add_disk(gd);  
  114.     printk(“gendisk init success!\n”);  
  115.     return 0;  
  116. }  
  117. static void __exit block_module_exit(void)  
  118. {  
  119.     blk_cleanup_queue(gd->queue);  
  120.     del_gendisk(gd);   
  121.     unregister_blkdev(BLK_MAJOR, blk_dev_name);  
  122.     printk(“block module exit succeed!\n”);  
  123. }  
  124.   
  125. module_init(block_module_init);  
  126. module_exit(block_module_exit);  
  127.   
  128. MODULE_LICENSE(“GPL”);  
  129. MODULE_AUTHOR(“gec”);  
  130. //——————————————————————————    

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