块设备驱动要点

vmlinz posted @ Fri, 08 Apr 2011 00:30:17 +0800 in Linux with tags linux driver , 2653 readers

块设备驱动

块设备驱动比字符设备驱动要复杂许多,它在I/O操作上表现出极大的不同,缓冲,I/O调度和<
请求队列等是块设备驱动的主要概念。

块设备I/O的主要操作特点:

  • 块设备只能以块为单位进行I/O,字符设备则以字节为单位。大多数设备是字符设备,因为它
    们不需要缓冲而且不以固定块大小进行操作。
  • 块设备对于I/O请求有对应的缓冲,因此它们可以选择以什么顺序进行响应,字符设备无需缓
    冲且被直接读写。对于存储设备而言调整读写顺序的作用巨大,因为读写连续的山区比
    分离的扇区更快。
  • 字符设备只能顺序读写,而块设备可以随机访问。虽然块设备可以随机访问,但是对于磁盘
    这类机械设备而言,顺序的组织设备的访问可以提高性能。注意,对SD卡和RAMDISK等块
    设备而言,不春在机械上的原因,所以没有必要这样调整。

Linux块设备的驱动结构

  • struct block_device_operations,块设备的操作集合,类似于file_operations

  • struct gendisk,通用磁盘结构体,用于代表一个独立磁盘设备或者分区。gendisk 中包含1
    个kobject成员,因此,它是一个可被引用计数的结构体。通过get_disk()和put_dis
    k()函数可用来操作引用计数,这个工作一般不需要驱动亲自做。通常对 del_gendisk
    ()的调用会去掉gendisk的最终引用计数,但是这一点并不是一定的。因此,在del_ge
    ndisk()被调用后,这个结构体可能继续存在。

这个结构体将块设备和设备驱动模型联系起来,实现驱动模型中的计数和继承等功能。

  • struct request,用于描述一次I\O请求。 它的主要成员包括:bio链表和请求链表。

  • struct request_queue,用于描述请求队列中请求的限制和设定,并记录用于生成请求的函
    数。最为重要的用它配合I\O调度算法来给请求排序。

  • struct bio,用于描述块设备传输的最小单元,它主要描述了单次传输的开始扇区和传输的大
    小。

块设备的初始化过程

  • register_blkdev,分配块设备需要的设备号。
  • blk_init_queue,分配请求队列
  • alloc_disk,分配gendisk
  • add_disk,将gendisk加入设备模型

块设备请求

块设备的请求是驱动的核心。

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