linux3.4.2内核之块设备驱动

1. 基本概念：

扇区(Sectors)：任何块设备硬件对数据处理的基本单位。通常，1个扇区的大小为512byte。（对设备而言）

块  (Blocks)：由Linux制定对内核或文件系统等数据处理的基本单位。通常，1个块由1个或多个扇区组成。（对Linux操作系统而言）

段(Segments)：由若干个相邻的块组成。是Linux内存管理机制中一个内存页或者内存页的一部分。

2. 块设备结构体：

 static const struct block_device_operations blk_ops = {
     .owner =   THIS_MODULE,
     .open =    blk_open,
     .release = blk_release,
 };

3. 创建块设备：

3.1静态创建（主设备号自己定义）

register_blkdev(MAJOR,"z-block");

3.2 动态创建（内核自动分配主设备号）

major = register_blkdev(,"z-block");

4. 分配一个gendisk结构体，用来描述磁盘信息

blkdisk = alloc_disk();//磁盘分区数，次设备个数 = 分区数 + 1

5. 创建队列

内核驱动访问块设备，进行输入输出操作，都需要发送请求。但有些磁盘请求速度缓慢，影响了读写速度，所以引入了队列。采用电梯算法，先将请求放入队列，优化后执行，提高了块设备的访问速度。

blk_queue = blk_init_queue(do_request, &blk_spin);

其中第一个参数是队列的处理函数，第二个参数是队列访问权限的自旋锁。定义如下

static DEFINE_SPINLOCK(blk_spin); 

6. 将队列告诉gendisk结构体

blkdisk->queue = blk_queue;

7. 确定主、次设备号及操作函数

 blkdisk->first_minor = 0;
 blkdisk->major = major;
 sprintf(blkdisk->disk_name, "zblock");
 blkdisk->fops = &blk_ops;

注意这里不加sprintf这句话，最后insmod会出错。具体原因我也还不知道。

8. 定义配磁盘容量（大小）

set_capacity(blkdisk, SIZE);//设置扇区数

9. 分配一块空间，作为源/目的

block_buf = kzalloc(BUFFERSIZE, GFP_KERNEL);  //分配一块空间，作为源/目的

10. 向内核注册gendisk结构体

add_disk(blkdisk);

11. 请求队列处理函数

11.1 while循环使用elv_next_request()获取申请队列中每个未处理的申请，这是Linux2.6.22.6里的函数，对于linux3.4.2内核，应该使用blk_fetch_request函数；

11.2 使用rq_data_dir()来获取每个申请的读写命令标志,为 0(READ)表示读, 为1(WRITE)表示写；

11.3 使用memcp()来读或者写扇区(缓存)；

11.4 linux2.6使用end_request()来结束获取的每个申请,linux3.4.2使用函数__blk_end_request_cur；

12. 磁盘格式化

/mnt # mkdosfs /dev/zblock

13. 挂载磁盘

/mnt # mount /dev/zblock tmp/

在tmp/目录下写数据，实际上写到了块设备/dev/zblock里面。cat /dev/zblock > /tmp/zblock.bin就可以将/dev/zblock里的数据传到/tmp/zblock.bin。

完整程序见https://www.cnblogs.com/zhu-g5may/p/9314403.html