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?11.4 塊設(shè)備驅(qū)動編程
塊設(shè)備通常指一些需要以塊(如512字節(jié))的方式寫入的設(shè)備,如IDE硬盤、SCSI硬盤、光驅(qū)等。它的驅(qū)動程序的編寫過程與字符型設(shè)備驅(qū)動程序的編寫有很大的區(qū)別。
塊設(shè)備驅(qū)動編程接口相對復(fù)雜,不如字符設(shè)備明晰易用。塊設(shè)備驅(qū)動程序?qū)φ麄€系統(tǒng)的性能影響較大,速度和效率是設(shè)計塊設(shè)備驅(qū)動程要重點(diǎn)考慮的問題。系統(tǒng)中使用緩沖區(qū)與訪問請求的優(yōu)化管理(合并與重新排序)來提高系統(tǒng)性能。
1.編程流程說明
塊設(shè)備驅(qū)動程序的編寫流程同字符設(shè)備驅(qū)動程序的編寫流程很類似,也包括了注冊和使用兩部分。但與字符驅(qū)動設(shè)備所不同的是,塊設(shè)備驅(qū)動程序包括一個request請求隊列。它是當(dāng)內(nèi)核安排一次數(shù)據(jù)傳輸時在列表中的一個請求隊列,以最大化系統(tǒng)性能為原則進(jìn)行排序。在后面的讀寫操作時會詳細(xì)講解這個函數(shù),圖11.5為塊設(shè)備驅(qū)動程序的流程圖,請讀者注意與字符設(shè)備驅(qū)動程序的區(qū)別。
圖11.5 塊設(shè)備驅(qū)動程序流程圖
2.重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
每個塊設(shè)備物理實(shí)體由一個gendisk結(jié)構(gòu)體來表示(在《/linux/genhd.h》中定義),每個gendisk可以支持多個分區(qū)。
每個gendisk中包含了本物理實(shí)體的全部信息以及操作函數(shù)接口。整個塊設(shè)備的注冊過程是圍繞gendisk來展開的。在驅(qū)動程序中需要初始化的gendisk的一些成員如下所示。
struct gendisk
{
int major; /* 主設(shè)備號 */
int first_minor; /* 第一個次設(shè)備號 */
int minors; /* 次設(shè)備號個數(shù),一個塊設(shè)備至少需要使用一個次設(shè)備號,而且塊設(shè)
備的每個分區(qū)都需要一個次設(shè)備號,因此這個成員等于1,則表明該塊
設(shè)備是不可被分區(qū)的,否則可以包含minors – 1 個分區(qū)。*/
char disk_name[32]; /* 塊設(shè)備名稱,在/proc/partions中顯示 */
struct hd_struct **part; /* 分區(qū)表 */
struct block_device_operations *fops; /* 塊設(shè)備操作接口,與字符設(shè)備的
file_operations結(jié)構(gòu)對應(yīng)*/
struct request_queue *queue; /* I/O請求隊列 */
void *private_data; /* 指向驅(qū)動程序私有數(shù)據(jù) */
sector_t capacity; /* 塊設(shè)備可包含的扇區(qū)數(shù) */
…… /* 其他省略 */
};
與字符設(shè)備驅(qū)動程序一樣,塊設(shè)備驅(qū)動程序也包含一個在《linux/fs.h》中定義的block_device_operations結(jié)構(gòu),其定義如下所示。
塊設(shè)備通常指一些需要以塊(如512字節(jié))的方式寫入的設(shè)備,如IDE硬盤、SCSI硬盤、光驅(qū)等。它的驅(qū)動程序的編寫過程與字符型設(shè)備驅(qū)動程序的編寫有很大的區(qū)別。
塊設(shè)備驅(qū)動編程接口相對復(fù)雜,不如字符設(shè)備明晰易用。塊設(shè)備驅(qū)動程序?qū)φ麄€系統(tǒng)的性能影響較大,速度和效率是設(shè)計塊設(shè)備驅(qū)動程要重點(diǎn)考慮的問題。系統(tǒng)中使用緩沖區(qū)與訪問請求的優(yōu)化管理(合并與重新排序)來提高系統(tǒng)性能。
1.編程流程說明
塊設(shè)備驅(qū)動程序的編寫流程同字符設(shè)備驅(qū)動程序的編寫流程很類似,也包括了注冊和使用兩部分。但與字符驅(qū)動設(shè)備所不同的是,塊設(shè)備驅(qū)動程序包括一個request請求隊列。它是當(dāng)內(nèi)核安排一次數(shù)據(jù)傳輸時在列表中的一個請求隊列,以最大化系統(tǒng)性能為原則進(jìn)行排序。在后面的讀寫操作時會詳細(xì)講解這個函數(shù),圖11.5為塊設(shè)備驅(qū)動程序的流程圖,請讀者注意與字符設(shè)備驅(qū)動程序的區(qū)別。
圖11.5 塊設(shè)備驅(qū)動程序流程圖
2.重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
每個塊設(shè)備物理實(shí)體由一個gendisk結(jié)構(gòu)體來表示(在《/linux/genhd.h》中定義),每個gendisk可以支持多個分區(qū)。
每個gendisk中包含了本物理實(shí)體的全部信息以及操作函數(shù)接口。整個塊設(shè)備的注冊過程是圍繞gendisk來展開的。在驅(qū)動程序中需要初始化的gendisk的一些成員如下所示。
struct gendisk
{
int major; /* 主設(shè)備號 */
int first_minor; /* 第一個次設(shè)備號 */
int minors; /* 次設(shè)備號個數(shù),一個塊設(shè)備至少需要使用一個次設(shè)備號,而且塊設(shè)
備的每個分區(qū)都需要一個次設(shè)備號,因此這個成員等于1,則表明該塊
設(shè)備是不可被分區(qū)的,否則可以包含minors – 1 個分區(qū)。*/
char disk_name[32]; /* 塊設(shè)備名稱,在/proc/partions中顯示 */
struct hd_struct **part; /* 分區(qū)表 */
struct block_device_operations *fops; /* 塊設(shè)備操作接口,與字符設(shè)備的
file_operations結(jié)構(gòu)對應(yīng)*/
struct request_queue *queue; /* I/O請求隊列 */
void *private_data; /* 指向驅(qū)動程序私有數(shù)據(jù) */
sector_t capacity; /* 塊設(shè)備可包含的扇區(qū)數(shù) */
…… /* 其他省略 */
};
與字符設(shè)備驅(qū)動程序一樣,塊設(shè)備驅(qū)動程序也包含一個在《linux/fs.h》中定義的block_device_operations結(jié)構(gòu),其定義如下所示。
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