linux块设备驱动之实例
前两篇blog已经基本熟悉了块设备的相关结构，这里来总结下ldd3中提到的一些块设备驱动例题。
1、注冊：向内核注冊个块设备驱动。事实上就是用主设备号告诉内核这个代表块设备驱动
sbull_major = register_blkdev(sbull_major, "sbull");
if (0 >= sbull_major){
printk(KERN_WARNING "sbull: unable to get major number!\n");
return -EBUSY;
}
2、定义设备结构体：
struct sbull_dev{
int size; // 以扇区为单位，设备的大小
u8 *data; // 数据数组
short users; // 用户数目
short media_change; // 介质改变标识
spinlock_t lock; // 用于相互排斥
struct request_queue *queue; // 设备请求队列
struct gendisk *gd; // gendisk结构
struct timer_list time; // 用来模拟介质改变
};
3、初始化设备结构体：
memset(dev, 0, sizeof(struct sbull_dev));
dev->size = nsectors * hardsect_size;
dev->data = vmalloc(dev->size);
if (dev->data == NULL){
printk(KERN_NOTICE "vmalloc failure.\n");
return;
}
spin_lock_init(&dev->lock);//初始化自旋锁，为了下一步的队列分配
4、创建设备的请求队列：
dev->queue = blk_init_queue(sbull_request, &dev->lock);
5、分配、初始化及安装对应的gendisk结构：
dev->gd = alloc_disk(SBULL_MINORS);
if (!dev->gd) {
printk (KERN_NOTICE "alloc_disk failure.\n");
goto out_vfree;
}
dev->gd->major = sbull_major;
dev->gd->first_minor = which*SBULL_MINORS;
dev->gd->fops = &sbull_ops;
dev->gd->queue = dev->queue;
dev->gd->private_data= dev;
snprintf(dev->gd->disk_name, 32, "sbull%c", which + 'a');
set_capacity(dev->gd, nsectors*(hardsect_size/KERNEL_SECTOR_SIZE));//使用KERNEL_SECTOR_SIZE本地常量，进行内核512字节扇区到实际使用的扇区大小转换
add_disk(dev->gd);
SBULL_MINORS是每一个设备所支持的次设备号的数量。地一个设备名为 sbulla，第二个为sbullb.用户空间能够加入分区，第二个设备上的第三个分区可能是 /dev/sbullb3。
6、设置队列支持的扇区大小
通知内核设备所支持的扇区大小。硬件扇区大小作为一个參数放在队列中。而不是在gendisk中。当分配好队列后就要立即调用以下函数：
blk_queue_hardsect_size(dev->queue, hardset_size);
调用了上面的函数后。内核就会对我们的设备使用设定的硬件扇区大小。全部的I/O请求毒定位在硬件扇区的開始位置。而且每一个请求的大小都将是扇区大小的整数倍。
记住：内核总是觉得扇区大小是512字节，因此必须将全部的扇区数进行转换。
7、实现操作函数：
打开设备函数：
static int sbull_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct sbull_dev *dev = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
del_timer_sync(&dev->timer);//移除定时器
filp->private_data = dev;
spin_lock(&dev->lock);
if (!dev->users)
check_disk_change(inode->i_bdev);//检查驱动器中的介质是否改变
dev->users++;// 添加用户计数
spin_unlock(&dev->lock);
return 0;
}
关闭设备函数：
static int sbull_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct sbull_dev *dev = inode->i_bdev->bd_disk->private_data;
spin_lock(&dev->lock);
dev->users--;
if (!dev->users){
dev->timer.expires = jiffies + INVALIDATE_DELAY;//设置定时器
add_timer(&dev->timer);
}
spin_unlock(&dev->lock);
return 0;
}
其它的函数也是一样实现，和字符设备驱动的类似。
这里就不写了，接下来看看核心部分，对于一个块设备驱动来说核心部分就是请求，差点儿全部的重心都在请求函数；
8、处理请求操作
dev->queue = blk_queue_init(&sbull_request, &dev->lock);
static void sbull_request(request_queue_t *q)
{
struct request *req;
while((req = elv_next_request(q)) != NULL){//获取队列中第一个未完毕的请求。没有则返回NULL。处理完后不删除该请求
struct sbull_dev *dev = req->rq_disk->private_data;
if (! blk_fs_request(req)){// 推断是否是一个文件系统请求。即是不是块设备请求
printk(KERN_NOTICE "skip non-fs request.\n");
end_request(req, 0);
continue;
}
//sbull_transfer()函数是真正的处理块设备请求函数
sbull_transfer(dev, req->sector, req->current_nr_sectors, req->buffer, rq_data_dir(req));
end_request(req, 1);
}
}
void end_request(struct request* req, int succeeded);
// sector開始扇区的索引號，指的是512字节的扇区，假设是2048字节的扇区，则要sector/4再传递
// nsect 表示要传递多少个扇区。 buffer 数据缓存的地址指针。write 表示数据传递的方向。即：read/write；
static void sbull_transfer(struct sbull_dev *dev, unsigned long sector, unsigned long nsect, char *buffer, int write)
{
unsigned long offset = sector*KERNEL_SECTOR_SIZE;
unsigned long nbytes = nsect*KERNEL_SECTOR_SIZE;
if ((offset + nbytes) > dev->size){
printk(KERN_NOTICE "Beyond-end write (%ld %ld)\n", offset, nbytes);
return;
}
if (write)
memcpy(dev->data + offset, buffer, nbytes);
else
memcpy(buffer, dev->data + offset, nbytes);
}
转载地址： linux块设备驱动之实例
