嵌入式Linux驱动学习之路(二十一)字符设备驱动程序总结和块设备驱动程序的引入

字符设备驱动程序

应用程序是调用C库中的open read write等函数。而为了操作硬件，所以引入了驱动模块。

构建一个简单的驱动，有一下步骤。

　　1. 创建file_operations

　　2. 申请设备号

　　3. 注册字符设备驱动，

　　4. 驱动入口

　　5. 驱动出口

检查数据是否到来的方式：

　　1. 查询方式

　　2. 休眠唤醒方式

　　　　　如果设备出现异常而无法唤醒时，则将永远处于休眠状态。

　　3. poll机制

　　　　　如果没有被唤醒，则在一定时间内可自己唤醒。

　　4. 异步通知（信号）

而以上的几种方式通用性不高，为了增强通用性，使用输入子系统。

块设备驱动程序

　　在读取硬盘的时候，磁头需要定位，但是定位是非常损耗时间的。

　　flash的操作也是一样的。在写之前需要擦除整块。

　　如果我们现在进行一下操作：1.写扇区0  2.写扇区1

　　1. 写扇区0：

　　　　读出整块到buffer

　　　　修改buffer中相应的内容，

　　　　擦除整块

　　　　写入整块

　　2.读扇区1则是重复上述步骤。

而上述的方法在操作的时候太过于繁杂，浪费时间。所以操作系统在处理的时候优化了一次。

　　1. 把读写放入队列

　　2.调用队列的处理函数（优化/调顺序/合并）

块设备驱动程序框架：

---------------------------------------------------------（文件的读写）

　　app：　　open、write、read等　　　　　　　　　　（把对文件的读写转化为对扇区的读写）

----------------------------------------------------------

　　文件系统： vfat、ext2、ext3、yaffs2、jffs2

------------------ ll_rw_block --------------------------

　　块设备驱动程序

----------------------------------------------------------

　　硬件：　　硬盘、Flash

----------------------------------------------------------

分析 ll_rw_block ：（1. 把“读写”放入队列     2. 调用队列的处理函数（ 优化 / 调顺序 / 合并 ））

　　for (i = 0; i < nr; i++) {

　　　　struct buffer_head *bh = bhs[i];

　　　　submit_bh(WRITE, bh);

　　　　　　struct bio *bio;　　　　//使用bh来构造bio （block input/output）

　　　　　　submit_bio(rw, bio);　　//通用的构造请求：使用bio来构造请求（request）

　　　　　　　　generic_make_request(bio);

　　　　　　　　　　__generic_make_request(bio);

　　　　　　　　　　　　request_queue_t *q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);  //找到队列

　　　　　　　　　　　　ret = q->make_request_fn(q, bio);  //默认函数是__make_request

　　　　　　　　　　　　　　__make_request

　　　　　　　　　　　　　　　　elv_merge(q, &req, bio);　　　　//尝试合并

　　　　　　　　　　　　　　　　init_request_from_bio(req, bio);　　　　//如果尝试合并不成功 使用bio构造请求

　　　　　　　　　　　　　　　　add_request(q, req);　　　　　　　　//把请求放入队列

　　　　　　　　　　　　　　　　__generic_unplug_device(q);　　//执行队列

　　　　　　　　　　　　　　　　　　q->request_fn(q);　　　　//调用队列的处理函数

　　}

如何编写块设备驱动程序呢？

1. 分配gendisk

2. 设置

2.1分配/设置队列： request_queue_t 　　//提供读写能力

　　blk_init_queue

2. 2　设置gendisk其他信息　　　　　　　 //提供属性：容量，扇区大小等

3. 注册： add_disk