写一个块设备驱动

最近学习块设备驱动程序的编写，在网上发现一个题为“写一个块设备驱动“的教程，共包含15章，教程最先是在chinaunix论坛上发的，很多人的博客都转载了这组文章，是一个叫赵磊的大牛写的，拜读了一下，教程写得通俗易懂，很有收获。

 

本文对这组文章的内容进行了简要的概括，并附上每章的链接，当然，你google一下也能找到一大堆。

 

第一章内容概括：模块的编写，块设备的基础编程结构，gendisk及其request_queue的管理，简单块设备驱动的实现（初始化gendisk，实现request_queue的处理方法），对块设备进行格式化文件系统并使用。

链接1：%5Fustc/blog/item/9727723f780b50c57c1e7133.html

 

第二章内容概括：默认情况下，块设备的请求会经过内核IO调度器的处理，linux的IO调度器实现了anticipatory、cfq、deadline和noop四种管理算法，本章介绍了如何指定IO调度器的调度算法。

链接2：%5Fustc/blog/item/ba5d141107b24479cb80c43d.html

 

第三章内容概括:本章介绍如果绕过IO调度器这一层，使用blk_init_queue默认会使用__make_request作为request_queue的make request处理方法，而__make_request会使用IO调度器对请求进行合并处理。通过blk_queue_make_request初始化request_queue的make request方法，即可绕过IO调度器。

链接3：%5Fustc/blog/item/70026defd5abbf31adafd53e.html

 

第四章内容概括：对块设备进行分区，并引出确定块设备结构（磁头数，扇区数，柱面数等）的方法介绍。

链接4：%5Fustc/blog/item/8d10ca815aa9eddfbd3e1e3f.html

 

第五章内容概括：实现了gendisk的block_device_operations结构的getgeo方法，该方法用于获取块设备的结构信息，在该结构中需要对一个hd_geometry的sectors，heads，cylinders字段进行赋值。

链接6： %5Fustc/blog/item/8fb43b16435e5b56f2de3238.html

 

第六章内容概括：介绍如何使用基树来组织虚拟块设备的数据，基树是内核用来管理页高速缓存的数据结构。

链接6：%5Fustc/blog/item/9685c659a588202d2934f039.html

 

第七章内容概括：介绍了内存管理方面的知识，包括页的申请，释放等。修改第六章的代码，使用一次申请4个连续的页的方法来减少碎片，并通过观察/proc/buddyinfo来说明伙伴系统管理页的方法。

链接7：%5Fustc/blog/item/e8aeea0820a1e9920b7b823b.html

 

第八章内容概括：使用模块参数向块设备驱动传递设备大小，由于模块参数不支持64位数，故传递字符串（16M，1T），再进行解析。

链接8： 5Fustc/blog/item/4e1ca924550f2d34c995593b.html

 

第九章内容概括：考虑到设备驱动的安全性，其申请的数据空间可能包含有用的数据，在__get_free_page是加上__GFP_ZERO的标志，在申请到页后对其清零。另外对程序中出现的一些魔数，使用相应的宏代替。

链接9：5Fustc/blog/item/b973770049093916738b6504.html

 

第十，十一，十二章内容概括：考虑到__get_free_page只能从低端内存获取页，因高端内存没有固定映射的线性地址，故块设备驱动使用的内存被限制在896M一下，本章使用alloc_page来分配page描述符，使用kmap来映射页获取一个线性地址来使用，这样就能从高端内存获取页。在第10章的基础上，将make_request的方法重写，将实际拷贝数据的代码与其它的逻辑处理独立开来，而不是在一个函数实现，这样使得代码的条理更清晰。通过在申请页时指定__GFP_HIGHMEM优先从高端内存获取页。

链接10:  %5Fustc/blog/item/395f513688698d360b55a906.html

链接11:  %5Fustc/blog/item/1dcf92a8927579b6ca130c06.html

链接12:  %5Fustc/blog/item/0b428873cb7f471b8601b007.html

 

第十三章内容概括：改进了free_mem方法，之前对分配的每个页，使用radix_tree_lookup查找到页描述符，然后将其从基树移除，释放这个页。可通过radix_tree_gang_lookup一次查找一组连续的页，然后将它们从基树上移除，释放这些页的空间。

链接13:  %5Fustc/blog/item/910daaf490013fe87709d700.html

 

第十四章内容概括：实现内存延迟分配，即像真正的页高速缓存那样，只有往上面写数据的时候才会分配页，这时先要判断radix_tree_lookup的结果，如果为空，说明索引对应的页还没有分配过，需先分配空间。

链接14:  %5Fustc/blog/item/02b9cb2227e7d4a34723e801.html

 

第十五章内容概括：在代码中对临界区进行加锁保护。

链接15:  http://blog.csdn.net/cnctloveyu/archive/2009/06/16/4274544.aspx