按照ldd的說法，linux的設備驅動包括了char，block，net三種設備。char設備是比較簡單的，只要分配了major、minor號，就可以進行讀寫處理了。相對而言，block和net要稍微復雜些。net設備姑且按下不談，我們在以后的博文中會有涉及。今天，我們可以看看一個簡單的block是怎么設計的。
為了將block和fs分開，kernel的設計者定義了request queue這一種形式。換一句話說，所有fs對block設備的請求，最終都會轉變為request的形式。所以，對于block設備驅動開發的朋友來說，處理好了request queue就掌握了block設備的一半。當然，block設備很多，hd、floppy、ram都可以這么來定義，有興趣的朋友可以在drivers/block尋找相關的代碼來閱讀。興趣沒有那么強的同學，可以看看我們這篇博文，基本上也能學個大概。有個基本的概念，再加上一個簡單淺顯的范例，對于一般的朋友來說，已經足夠了。
閑話不多說，我們看看一個ramdisk代碼驅動是怎么寫的，代碼來自《深入linux 設備驅動程序內核機制》，
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#include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/init.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/types.h> #include <linux/fcntl.h> #include <linux/vmalloc.h> #include <linux/blkdev.h> #include <linux/hdreg.h> #define RAMHD_NAME "ramhd" #define RAMHD_MAX_DEVICE 2 #define RAMHD_MAX_PARTITIONS 4 #define RAMHD_SECTOR_SIZE 512 #define RAMHD_SECTORS 16 #define RAMHD_HEADS 4 #define RAMHD_CYLINDERS 256 #define RAMHD_SECTOR_TOTAL (RAMHD_SECTORS * RAMHD_HEADS *RAMHD_CYLINDERS) #define RAMHD_SIZE (RAMHD_SECTOR_SIZE * RAMHD_SECTOR_TOTAL) //8mb typedef struct { unsigned char* data; struct request_queue* queue; struct gendisk* gd; }RAMHD_DEV; static char* sdisk[RAMHD_MAX_DEVICE] = {NULL}; static RAMHD_DEV* rdev[RAMHD_MAX_DEVICE] = {NULL}; static dev_t ramhd_major; static int ramhd_space_init(void) { int i; int err = 0; for(i = 0; i < RAMHD_MAX_DEVICE; i++){ sdisk[i] = vmalloc(RAMHD_SIZE); if(!sdisk[i]){ err = -ENOMEM; return err; } memset(sdisk[i], 0, RAMHD_SIZE); } return err; } static void ramhd_space_clean(void) { int i; for(i = 0; i < RAMHD_MAX_DEVICE; i++){ vfree(sdisk[i]); } } static int ramhd_open(struct block_device* bdev, fmode_t mode) { return 0; } static int ramhd_release(struct gendisk*gd, fmode_t mode) { return 0; } static int ramhd_ioctl(struct block_device* bdev, fmode_t mode, unsigned int cmd, unsigned long arg) { int err; struct hd_geometry geo; switch(cmd) { case HDIO_GETGEO: err = !access_ok(VERIFY_WRITE, arg, sizeof(geo)); if(err) return -EFAULT; geo.cylinders = RAMHD_CYLINDERS; geo.heads = RAMHD_HEADS; geo.sectors = RAMHD_SECTORS; geo.start = get_start_sect(bdev); if(copy_to_user((void*)arg, &geo, sizeof(geo))) return -EFAULT; return 0; } return -ENOTTY; } static struct block_device_operations ramhd_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = ramhd_open, .release = ramhd_release, .ioctl = ramhd_ioctl, }; static int ramhd_make_request(struct request_queue* q, struct bio* bio) { char* pRHdata; char* pBuffer; struct bio_vec* bvec; int i; int err = 0; struct block_device* bdev = bio->bi_bdev; RAMHD_DEV* pdev = bdev->bd_disk->private_data; if(((bio->bi_sector * RAMHD_SECTOR_SIZE) + bio->bi_size) > RAMHD_SIZE){ err = -EIO; return err; } pRHdata = pdev->data + (bio->bi_sector * RAMHD_SECTOR_SIZE); bio_for_each_segment(bvec, bio, i){ pBuffer = kmap(bvec->bv_page) + bvec->bv_offset; switch(bio_data_dir(bio)){ case READ: memcpy(pBuffer, pRHdata, bvec->bv_len); flush_dcache_page(bvec->bv_page); break; case WRITE: flush_dcache_page(bvec->bv_page); memcpy(pRHdata, pBuffer, bvec->bv_len); break; default: kunmap(bvec->bv_page); goto out; } kunmap(bvec->bv_page); pRHdata += bvec->bv_len; } out: bio_endio(bio, err); return 0; } static int alloc_ramdev(void) { int i; for(i = 0; i < RAMHD_MAX_DEVICE; i++){ rdev[i] = kzalloc(sizeof(RAMHD_DEV), GFP_KERNEL); if(!rdev[i]){ return -ENOMEM; } } return 0; } static void clean_ramdev(void) { int i; for(i = 0; i < RAMHD_MAX_DEVICE; i++){ if(rdev[i]) kfree(rdev[i]); } } static int __init ramhd_init(void) { int i; ramhd_space_init(); alloc_ramdev(); ramhd_major = register_blkdev(0, RAMHD_NAME); for(i = 0; i < RAMHD_MAX_DEVICE; i++){ rdev[i]->data = sdisk[i]; rdev[i]->queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL); blk_queue_make_request(rdev[i]->queue, ramhd_make_request); rdev[i]->gd = alloc_disk(RAMHD_MAX_PARTITIONS); rdev[i]->gd->major = ramhd_major; rdev[i]->gd->first_minor = i * RAMHD_MAX_PARTITIONS; rdev[i]->gd->fops = &ramhd_fops; rdev[i]->gd->queue = rdev[i]->queue; rdev[i]->gd->private_data = rdev[i]; sprintf(rdev[i]->gd->disk_name, "ramhd%c", 'a' +i); rdev[i]->gd->flags |= GENHD_FL_SUPPRESS_PARTITION_INFO; set_capacity(rdev[i]->gd, RAMHD_SECTOR_TOTAL); add_disk(rdev[i]->gd); } return 0; } static void __exit ramhd_exit(void) { int i; for(i = 0; i < RAMHD_MAX_DEVICE; i++){ del_gendisk(rdev[i]->gd); put_disk(rdev[i]->gd); blk_cleanup_queue(rdev[i]->queue); } clean_ramdev(); ramhd_space_clean(); unregister_blkdev(ramhd_major, RAMHD_NAME); } module_init(ramhd_init); module_exit(ramhd_exit); MODULE_AUTHOR("dennis__chen@ AMDLinuxFGL"); MODULE_DESCRIPTION("The ramdisk implementation with request function"); MODULE_LICENSE("GPL"); |
為了大家方便，順便也把Makefile放出來，看過前面blog的朋友都知道，這其實很簡單，
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ifneq ($(KERNELRELEASE),) obj-m := ramdisk.o elsePWD := $(shell pwd) KVER := $(shell uname -r) KDIR := /lib/modules/$(KVER)/build all: $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules clean: rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions modules.* Module.* endif |
這段代碼究竟有沒有用呢？可以按照下面的步驟來做，
a）make 一下，生成ramdisk.ko；
b）編譯好了之后，就可以安裝驅動了，在linux下是這么做的，sudo insmod ramdisk.ko；
c）安裝好了，利用ls /dev/ramhd*， 就會發現在/dev下新增兩個結點，即/dev/ramhda和/dev/ramhdb；
d）不妨選擇其中一個節點進行分區處理， sudo fdisk /dev/ramhda，簡單處理的話就建立一個分區， 生成/dev/ramhda1；
e）創建文件系統，sudo mkfs.ext3 /dev/ramhda1；
f）有了上面的文件系統，就可以進行mount處理，不妨sudo mount /dev/ramhda1 /mnt；
g）上面都弄好了，大家就可以copy、delete文件試試了，是不是很簡單。
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