Linux驱动开发—-块设备驱动(内存模拟)Tiny6410

<

div id=”content” contentScore=”5320″>写了好久的字符设备驱动,是时候看下块设备驱动程序设计方法了,块设备驱动和字符设备不同,字符设备是直接和虚拟文件系统进行交互,而块设备驱动则是通过块缓冲/调度层间接和虚拟文件系统交互;块设备驱动数据访问都是以块为单位;多个块I/O需要组成一个请求队列,这个功能是块缓冲/调度层提供的,它出于硬件特性和读写性能的考虑,将块I/O进行重新排序,并组成一个请求队列,交给内核,内核则调用请求队列处理函数来逐个处理请求队列。

大致框架:

1.分配gendisk结构,使用alloc_disk函数

2.分配设置请求队列,提供读写能力

3.设置其他信息,例如容量、名称等

4.硬件相关操作

5.注册(add_disk)

在测试块设备驱动的过程中,刚开始使用的是函数kzmalloc申请1M大小的内存来进行测试,可是驱动加载的时候没有问题,可是当使用mkdosfs格式化的时候报错”short write”.,并且在导出到文件上时也提示错误,内核直接崩溃掉。后来改成vmalloc函数就可以了。额。。这是为什么??还没弄明白。。

下面是代码:

#include <linux/init.h>//module_init/exit
#include <linux/module.h>//MODULE_AUTHOR,MODULE_LICENSE等
#include <linux/genhd.h>//alloc_disk
#include <linux/blkdev.h>//blk_init_queue
#include <linux/fs.h>//register_blkdev,unregister_blkdev
#include <linux/types.h>//u_char,u_short
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/hdreg.h>
//1MB大小空间
#define RAMBLK_SIZE (102410242)

/
//定义驱动私有数据结构
struct ramblk_info{
 u_char heads;//磁头数
 u_short cylinders;//柱面数
 u_char sectors;//扇区数
 u_char control;
 int unit;
};
/

static struct gendisk * ramblk_disk = NULL;
static struct request_queue * ramblk_request_queue = NULL;
static int major = 0;//块设备的主设备号
//static struct ramblk_info *pinfo = NULL;
static DEFINE_SPINLOCK(ramblk_spinlock);//定义并初始化一个自旋锁
static char * ramblk_buf = NULL;//申请的内存起始地址

//ramdisk_info初始化函数
/
static int ramblk_info_init(struct ramblk_info *p)
{
 if(!p){
  printk(“ramblk_info_init p==NULL.\n”);
  return -1;
 }
 p->heads = 4;//4个磁头
 p->cylinders = 4;//4个柱面
 p->sectors = 128;//128个扇区
 return 0;
}
/
int ramblk_getgeo(struct block_device * blk_Dev, struct hd_geometry * hg)
{
 hg->cylinders = 64;
 hg->heads = 8;
 hg->sectors = (RAMBLK_SIZE/8/64/512);
 return 0;
}

 

static const struct block_device_operations ramblk_fops = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .getgeo = ramblk_getgeo,
};

static void do_ramblk_request(struct request_queue *q )
{
 struct request *req;
// static volatile int r_cnt = 0;
// static volatile int w_cnt = 0;
 //printk(“ramblk_request_fn %d.\n”,cnt++);
 req = blk_fetch_request(q);
 while (req) {
   unsigned long start = blk_rq_pos(req) << 9;
   unsigned long len  = blk_rq_cur_bytes(req);
//   printk(“len=%d.\n”,len);
 
   if (start + len > RAMBLK_SIZE) {
     printk(“RAMBLK_SIZE< start+len”);
     goto done;
    }
   
   if (rq_data_dir(req) == READ)
    memcpy(req->buffer, (char *)(start+ramblk_buf), len);
   else
    memcpy((char *)(start+ramblk_buf), req->buffer, len);
 
   done:
    if (!__blk_end_request_cur(req, 0))
     req = blk_fetch_request(q);
 }
 
}

static int ramblk_init(void)
{
// 1.分配gendisk结构体,使用alloc_disk函数
 ramblk_disk = alloc_disk(16);//minors=分区+1
// 2.设置
// 2.1 分配/设置队列,提供读写能力.使用函数blk_init_queue(request_fn_proc rfn,spin_lock_t *lock)
 ramblk_request_queue = blk_init_queue(do_ramblk_request,&ramblk_spinlock);
// 2.2 设置disk的其他信息,比如容量、主设备号等
 major = register_blkdev(0,”ramblk”);//注册主设备
 if(major < 0){//检查是否成功分配一个有效的主设备号
  printk(KERN_ALERT “register_blkdev err.\n”);
  return -1;
 }
 //设置主设备号
 ramblk_disk->major = major;
 ramblk_disk->first_minor = 0;//设置第一个次设备号
 sprintf(ramblk_disk->disk_name, “ramblk%c”, ‘a’);//设置设备名
 ramblk_disk->fops = &ramblk_fops;//设置fops
 /

 //分配一个ramdisk_info结构体,并初始化
 pinfo =(struct ramblk_info)kmalloc(sizeof(struct ramblk_info),GFP_KERNEL);
 if(!pinfo){
  printk(“kmalloc pinfo err.\n”);
  return -1;
 }
 ramblk_info_init(pinfo);
 ramlk_disk->private_data = pinfo;
/
 ramblk_disk->queue = ramblk_request_queue;//设置请求队列
 set_capacity(ramblk_disk, RAMBLK_SIZE/512);//设置容量
 
// 3.硬件相关的操作
 ramblk_buf = (char*)vmalloc(RAMBLK_SIZE);//申请RAMBLK_SIZE内存
 
// 4.注册
 add_disk(ramblk_disk);//add partitioning information to kernel list
 printk(“ramblk_init.\n”);
 return 0;
}

static void ramblk_exit(void)
{
 
 unregister_blkdev(major,”ramblk”);//注销设备驱动
 blk_cleanup_queue(ramblk_request_queue);//清除队列
 del_gendisk(ramblk_disk);
 put_disk(ramblk_disk);
 vfree(ramblk_buf);//释放申请的内存
 printk(“ramblk_exit.\n”);
}

module_init(ramblk_init);//入口
module_exit(ramblk_exit);//出口

MODULE_AUTHOR(“jefby”);
MODULE_LICENSE(“Dual BSD/GPL”);

编译完成后,使用mkdosfs格式化,并挂载到目录test下,读写文件,重新挂载查看文件是否存在,另外,可以导出到文件上,在PC机上测试文件是否正确。

<img src=”http://www.linuxidc.com/upload/2014_02/14021812044946.jpg” alt=”Linux驱动开发—-块设备驱动(内存

Add a Comment

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注