块设备之设备驱动层

Posted 2020-07-26

　　块设备是通过generic_make_request提交请求给I/O调度层，然后驱动层通过调用blk_init_queue来准备请求，这节来看看怎么样写一个块设备驱动程序。一个块设备的是由一个gendisk结构体来描述，每一个gendisk可以支持多个分区，内核对于块设备的访问，都是基于这个结构体展开

struct gendisk {
    int major;            　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   //主设备号
    int first_minor;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  //第一个次设备号
    int minors;                     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 //次设备个数，每个分区都需要一个次设备号
                                        
    char disk_name[DISK_NAME_LEN];    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 //块设备名字，可以通过/proc/partions获取
    char *(*devnode)(struct gendisk *gd, umode_t *mode);　　　　　　　　　　　　

    unsigned int events;        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//supported events
    unsigned int async_events;    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// async events, subset of all

    struct disk_part_tbl __rcu *part_tbl;
    struct hd_struct part0;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//分区表

    const struct block_device_operations *fops;　　　　　　　　　　　　　　　　　//块设备操作集
    struct request_queue *queue;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//请求队列
    void *private_data;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//私有成员变量

    int flags;
    struct device *driverfs_dev;  // FIXME: remove
    struct kobject *slave_dir;

    struct timer_rand_state *random;
    atomic_t sync_io;        /* RAID */
    struct disk_events *ev;
#ifdef  CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
    struct blk_integrity *integrity;　　　　　　
#endif
    int node_id;
}

其实驱动就是构造这个结构体，并且提供一个驱动程序的访问队列即可。由通用层，如果驱动程序没有提供处理等待队列的处理函数，就会使用内核提供的默认的等待队列的处理函数，那么就分为两种情况，来看看怎么写一个块设备的驱动程序。

1. 对于没有提供等待队列的处理函数情况

　　1. 分配一个请求队列:blk_alloc_queue

　　2. 分配一个 gendisk 结构:alloc_disk

　　3. 设置 gendisk 主要结构成员：置主次设备号，设置操作函数集，设置容量等

　　4. 向内核注册块设备驱动：add_disk

2. 对于提供等待队列的处理函数的情况

　　1. 分配一个请求队列:blk_alloc_queue

　　2. 为请求队列绑定 make_request_fn 方法:blk_queue_make_request

　　3. 分配一个 gendisk 结构:alloc_disk

　　4. 设置 gendisk 主要结构成员：置主次设备号，设置操作函数集，设置容量等

　　5. 向内核注册块设备驱动：add_disk