- (1)---块驱动中相关的结构体及其操作
- 1.字符设备与块设备IO操做的区别
- 1)块设备只能以块为单位接收输入返回输出,而字符设备则以byte为单位.大多数设备是字符设备,他们不需要缓冲并且不以固定块大小进行操作.
- 2)块设备对于IO请求有对应的缓冲区,所以他们可以选择以什么顺序进行响应.字符设备无须缓冲且被直接读写.
- 3)字符设备只能被顺序读写,块设备可以随机访问.
-
-
- 2.block_device_operations结构体
- block_device_operations描述了对块设备的操作的集合
- struct block_device_operations {
- int (*open) (struct inode *, struct file *);/*打开*/
- int (*release) (struct inode *, struct file *);/*释放*/
- int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned, unsigned long);
- long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned, unsigned long);
- long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned, unsigned long);
- int (*direct_access) (struct block_device *, sector_t, unsigned long *);
- int (*media_changed) (struct gendisk *);/*介质被改变?*/
- int (*revalidate_disk) (struct gendisk *);/*使介质改变*/
- int (*getgeo)(struct block_device *, struct hd_geometry *);/*填充驱动器信息*/
- struct module *owner;/*模块拥有者,一般初始化为THIS_MODULE*/
- };
- 关于block_device_operations的操作:
- //open and release
- int (* open)(struct inode*, struct file*);
- int (* release)(struct inode*, struct file*);
- //io contrl
- //系统调用实现,块设备包含大量的标准请求,由设备层处理,所以此函数一般相当短
- int (* ioctl)(struct inode*,struct file*,unsigned int,unsigned long);
- //media changed
- //如果改变返回非0值,否则返回0
- int (*media_changed)(struct gendisk*);
- //revalidate media
- //用于响应一个介质的改变,给驱动一个机会做准备工作
- int (* revalidate_disk)(struct gendisk*);
- //get driver informaiton
- //根据驱动器的几何信息填充hd_geometry,包含磁头,柱面,扇区等信息.
- int (* getgeo)(struct block_device*, struct hd_geometry*);
-
-
-
- 3.gendisk结构体
- 使用gendisk结果提来描述一个独立的磁盘设备或分区.
- //gendisk structure
- struct gendisk{
- /*前三个元素共同表征了一个磁盘的主,次设备号,同一个磁盘的各个分区共享一个主设备号*/
- int major;/*主设备号*/
- int first_minor;/*第一个次设备号*/
- int minors;/*最大的次设备数,如果不能分区,则为1*/
- char disk_name[32];
- struct hd_struct** part;/*磁盘上的分区信息*/
- struct block_device_operations* fops;/*块设备操作,block_device_operations*/
- struct request_queue* queue;/*请求队列,用于管理该设备IO请求队列的指针*/
- void* private_data;/*私有数据*/
- sector_t capacity;/*扇区数,512字节为1个扇区,描述设备容量*/
- //......
- };
- 关于gendisk的操作:
- /*分配一个gendisk结构体,此结构体是由内核动态分配的*/
- struct gendisk* alloc_disk(int minors);
- /*增加gendisk,来注册该设备,此动作应该在设备驱动初始化完毕,并能响应磁盘请求之后*/
- void add_disk(struct gendisk* gd);
- /*释放一个不再需要的磁盘*/
- void del_gendisk(struct gendisk* gd);
- /*gendisk引用计数*/
- /**
- ***gendisk引用计数器:gendisk包含一个kobject成员.通过get_disk()&put_disk()函数来操作引用
- ***计数,此操作不需要驱动亲自完成.通常调用del_gendisk()会去掉gendisk的最终引用计数,但不是必
- ***须的,因此在del_gendisk()后gendisk结构体可能继续存在.
- **/
- /*设置gendisk容量*/
- void set_capacity(struct gendisk* disk, sector_t size);
- 块 设备中,最小的可寻址单元就扇区,常见扇区大小是512字节.扇区的大小是设备的物理属性,是所有块设备的基本单元,块设备无法对比扇区小的单元进行寻址 和操作.不过许多块设备能够一次传输多个扇区.不管物理设备的真实扇区是多少,内核与块设备交互的扇区均以512字节为单位.所以set_capcity()函数以512字节为单位.
-
-
- 4.request和bio结构体
- 1)请求request
- request和request_queue结构体:Linux块设备驱动中,使用request结构体来表征等待进行的IO请求;并用request_queue来表征一个块IO请求队列.两个结构体的定义如下:
- request结构体
- struct request{
- struct list_head queuelist;
- unsigned long flags;
-
- sector_t sector;/*要传输的下一个扇区*/
- unsigned long nr_sectors;/*要传送的扇区数目*/
- unsigned int current_nr_sector;/*当前要传送的扇区*/
-
- sector_t hard_sector;/*要完成的下一个扇区*/
- unsigned long hard_nr_sectors;/*要被完成的扇区数目*/
- unsigned int hard_cur_sectors;/*当前要被完成的扇区数目*/
-
- struct bio* bio;/*请求的bio结构体的链表*/
- struct bio* biotail;/*请求的bio结构体的链表尾*/
-
- /*请求在屋里内存中占据的不连续的段的数目*/
- unsigned short nr_phys_segments;
- unsigned short nr_hw_segments;
-
- int tag;
- char* buffer;/*传送的缓冲区,内核的虚拟地址*/
- int ref_count;/*引用计数*/
- ...
- };
- 说明:
- request结构体的主要成员包括:
- sector_t hard_sector;/*要完成的下一个扇区*/
- unsigned long hard_nr_sectors;/*要被完成的扇区数目*/
- unsigned int hard_cur_sectors;/*当前要被完成的扇区数目*/
- /*
- * 上述三个成员依次是第一个尚未传输的扇区,尚待完成的扇区数,当前IO操作中待完成的扇区数
- * 但驱动中一般不会用到他们.而是下面的一组成员.
- */
- sector_t sector;/*要传输的下一个扇区*/
- unsigned long nr_sectors;/*要传送的扇区数目*/
- unsigned int current_nr_sector;/*当前要传送的扇区*/
- /*
- * 这三个成员,以字节为单位.如果硬件的扇区大小不是512字节.如字节,则在开始对硬件进行操作之
- * 前,应先用4来除起始扇区号.前三个成员,与后三个成员的关系可以理解为"副本".
- */
- 关于unsigned short nr_phys_segments:该成员表示相邻的页被合并后,这个请求在物理内存中的段的数目.如果该设备支持SG(分散/聚合,scatter/gather),可根据该字段申请sizeof(scatterlist*) nr_phys_segments的内存,并使用下面的函数进行DMA映射:
- int blk_rq_map_sg(request_queue_t* q, struct request* rq, struct scatterlist *sg);
- 该函数与dma_map_sg()类似,返回scatterlist列表入口的数量.
- 关于struct list_head queuelist:该成员用于链接这个请求到请求队列的链表结构,函数blkdev_ dequeue_request()可用于从队列中移除请求.宏rq_data_dir(struct request* req)可获得数据传送方向.返回0表示从设备读取,否则表示写向设备.
-
- 2)request_queue请求队列
- struct request_queue{
- ...
- /*自旋锁,保护队列结构体*/
- spinlock_t __queue_lock;
- spinlock_t* queue_lock;
- struct kobject kobj;/*队列kobject*/
- /*队列设置*/
- unsigned long nr_requests;/*最大的请求数量*/
- unsigned int nr_congestion_on;
- unsigned int nr_congestion_off;
- unsigned int nr_batching;
- unsigned short max_sectors;/*最大扇区数*/
- unsigned short max_hw_sectors;
- unsigned short max_phys_sectors;/*最大的段数*/
- unsigned short max_hw_segments;
- unsigned short hardsect_size;/*硬件扇区尺寸*/
- unsigned int max_segment_size;/*最大的段尺寸*/
- unsigned long seg_boundary_mask;/*段边界掩码*/
- unsigned int dma_alignment;/*DMA传送内存对齐限制*/
- struct blk_queue_tag* queue_tags;
- atomic_t refcnt;/*引用计数*/
- unsigned int in_flight;
- unsigned int sg_timeout;
- unsigned int sg_reserved_size;
- int node;
- struct list_head drain_list;
- struct request* flush_rq;
- unsigned char ordered;
- };
- 说明:请求队列跟踪等候的块IO请求,它存储用于描述这个设备能够支持的请求的类型信息,他们的最大大小,多少不同的段可以进入一个请求,硬件扇区大小,对齐要求等参数.其结果是:如果请求队列被配置正确了,它不会交给该设备一个不能处理的请求.
- 请 求队列还要实现一个插入接口,这个接口允许使用多个IO调度器,IO调度器以最优性能的方式向驱动提交IO请求.大部分IO调度器是积累批量的IO请求, 并将其排列为递增/递减的块索引顺序后,提交给驱动.另外,IO调度器还负责合并邻近的请求,当一个新的IO请求被提交给调度器后,它会在队列里搜寻包含 邻近的扇区的请求.如果找到一个,并且请求合理,调度器会将这两个请求合并.
- Linux2.6的四个IO调度器,他们分别是No-op/Anticipatory/Deadline/CFQ IO scheduler.
- 关于request_queu结构体的操作:
- //初始化请求队列
- kernel elevator = deadline;/*给kernel添加启动参数*/
- request_queue_t* blk_init_queue(request_fn_proc* rfn, spinlock_t* lock);
- /*
- * 两个参数分别是请求处理函数指针和控制队列访问权限的自旋锁.
- * 此函数会发生内存分配的行为,需要检查其返回值.一般在加载函数中调用.
- */
- //清除请求队列
- void blk_cleanup_queue(request_queue_t* q);
- /*
- * 此函数完成将请求队列返回给系统的任务,一般在卸载函数中调用.
- * 此函数即bld_put_queue()的宏定义#define blk_put_queue(q) blk_cleanup_queue((q))
- */
- //分配"请求队列"
- request_queue_t* blk_alloc_queue(int gfp_mask);
- void blk_queue_make_request(request_queue_t* q, make_request_fn* mfn);
- /*
- * 前一个函数用于分配一个请求队列,后一个函数是将请求队列和"制造函数"进行绑定
- * 但函数blk_alloc_queue实际上并不包含任何请求.
- */
- //提取请求
- struct request* elv_next_request(request_queue_t* q);
- //去除请求
- void blkdev_dequeue_request(struct request* req);
- void elv_requeue_request(request_queue_t* queue, struct request* req);
- //启停请求
- void blk_stop_queue(request_queue_t* queue);
- void blk_start_queue(request_queue_t* queue);
- //参数设置
- void blk_queue_max_sectors(request_queue_t* q, unsigned short max);
- /*请求可包含的最大扇区数.默认255*/
- void blk_queue_max_phys_segments(request_queue_t* q, unsigned short max);
- void blk_queue_max_hw_segments(request_queue_t* q, unsigned short max);
- /*这两个函数设置一个请求可包含的最大物理段数(系统内存中不相邻的区),缺省是128*/
- void blk_queue_max_segment_size(request_queue_t* q, unsigned int max);
- /*告知内核请求短的最大字节数,默认2^16 = 65536*/
- //通告内核
- void blk_queue_bounce_limit(request_queue_t* queue, u64 dma_addr);
- /*
- * 此函数告知内核设备执行DMA时,可使用的最高物理地址dma_addr,常用的宏如下:
- * BLK_BOUNCE_HIGH:对高端内存页使用反弹缓冲(缺省)
- * BLK_BOUNCE_ISA:驱动只可以在MB的ISA区执行DMA
- * BLK_BOUNCE_ANY:驱动可在任何地方执行DMA
- */
- blk_queue_segment_boundary(request_queue_t* queue, unsigned long mask);
- /*这个函数在设备无法处理跨越一个特殊大小内存边界的请求时,告知内核这个边界.*/
- void blk_queue_dma_alignment(request_queue_t* q, int mask);
- /*告知内核设备加于DMA传送的内存对齐限制*/
- viod blk_queue_hardsect_size(request_queue_t* q, unsigned short max);
- /*此函数告知内核块设备硬件扇区大小*/
-
- 3)块I/O
- 通常一个bio对应一个IO请求.IO调度算法可将连续的bio合并成一个请求.所以一个请求包含多个bio.
- struct bio{
- sector_t bi_sector;/*要传送的第一个扇区*/
- struct bio* bi_next;/*下一个bio*/
- struct block_device* bi_bdev;
- unsigned long bi_flags;
- /*如果是一个写请求,最低有效位被置位,可使用bio_data_dir(bio)宏来获取读写方向*/
-
- unsigned long bi_rw;/*地位表示R/W方向,高位表示优先级*/
-
- unsigned short bi_vcnt;/*bio_vec数量*/
- unsigned short bi_idx; /*当前bvl_vec索引*/
-
- unsigned short bi_phys_segments;/*不相邻的物理段的数目*/
- unsigned short bi_hw_segments;/*物理合并和DMA remap合并后不相邻的物理扇区*/
-
- unsigned int bi_size;
- /*被传送的数据大小(byte),用bio_sector(bio)获取扇区为单位的大小*/
-
- /*为了明了最大的hw尺寸,考虑bio中第一个和最后一个虚拟的可合并的段的尺寸*/
- unsigned int bi_hw_front_size;
- unsigned int bi_hw_back_size;
-
- unsigned int bi_max_vecs;/*能持有的最大bvl_vecs数*/
-
- struct bio_vec* bio_io_vec;/*实际的vec列表*/
- bio_end_io_t* bio_end_io;
- atomic_t bi_cnt;
- void* bi_private;
- bio_destructor_t* bi_destructor;
- };
-
- //结构体包含三个成员
- struct bio_vec{
- struct page* bv_page;//页指针
- unsigned int bv_len;//传送的字节数
- unsigned int bv_offset;//偏移位置
- };
- /*一般不直接访问bio的bio_vec成员,而使用bio_for_each_segment()宏进行操作.
- *该宏循环遍历整个bio中的每个段.
- */
- #define __bio_for_each_segment(bvl, bio, i, start_idx)\
- for(
- bvl = bio_iovec_idx((bio),(start_idx)),i = (start_idx);\
- i <(bio)->bi_vcnt;\
- bvl++, i++\
- )
- #define bio_for_each_segment(bvl, bio, i)\
- __bio_for_each_segment(bvl, bio, i, (bio)->bi_idx)
- 在内核中,提供了一组函数(宏)用于操作bio:
- int bio_data_dir(struct bio* bio);
- 该函数用于获得数据传送方向.
- struct page* bio_page(struct bio* bio);
- 该函数用于获得目前的页指针.
- int bio_offset(struct bio* bio);
- 该函数返回操作对应的当前页的页内偏移,通常块IO操作本身就是页对齐的.
- int bio_cur_sectors(struct bio* bio);
- 该函数返回当前bio_vec要传输的扇区数.
- char* bio_data(struct bio* bio);
- 该函数返回数据缓冲区的内核虚拟地址.
- char* bvec_kmap_irq(struct bio_vec* bvec, unsigned long* offset);
- 该函数也返回一个内核虚拟地址此地址可用于存取被给定的bio_vec入口指向的数据缓冲区.同时会屏蔽中断并返回一个原子kmap,因此,在此函数调用之前,驱动不应该是睡眠状态.
- void bvec_kunmap_irq(char* buffer, unsigned long flags);
- 该函数撤销函数bvec_kmap_irq()创建的内存映射.
- char* bio_kmap_irq(struct bio* bio, unsigned long* flags);
- 该函数是对bvec_kmap_irq函数的封装,它返回给定的比偶的当前bio_vec入口的映射.
- char* __bio_kmap_atomic(struct bio* bio, int i, enum km_type type);
- 该函数是通过kmap_atomic()获得返回给定bio的第i个缓冲区的虚拟地址.
- void __bio_kunmap_atomic(char* addr, enum km_type type);
- 该函数返还由函数__bio_kmap_atomic()获得的内核虚拟地址给系统.
- void bio_get(struct bio* bio);
- void bio_put(struct bio* bio);
- 上面两个函数分别完成对bio的引用和引用释放.
- 下图可以体现出bio/request/request_queue/bio_vec四个结构体之间的关系.
-
-
-
- 5.块设备驱动注册于注销
- 块设备驱动的第一个任务就是将他们自己注册到内核中,其函数原型如下:
- int register_blkdev(unsigned int major, const char* name);
- major参数是块设备要使用的主设备号,name为设备名,它会在/proc/devices中被现实.如果major为0,内核会自动分配一个新的主设备号,并由该函数返回.如果返回值为负值,则说明设备号分派失败.
- 与register_blkdev对应的注销函数是unregister_blkdev(),原型如下:
- int unreister_blkdev(unsigned int major, const char* name);
- 这里unreister_blkdev与register_blkdev的参数必须匹配,否则这个函数会返回-EINVAL.
- 在Linux2.6中,对register_blkdev的调用是可选的.register_blkdev这个调用在Linux2.6中只完成了两件事情:①如果需要,分派一个主设备号;②在/proc/devices中创建一个入口.
- (2)---块驱动中相关相关模块模板
- 1.块设备驱动的模块加载与卸载
- 1)块设备驱动的模块加载完成的工作如下:
- ? 分配,初始化请求队列,绑定请求队列和请求函数
- ? 分配,初始化gendisk,给gendisk的major,fops,queue等成员赋值,最后添加gendisk.
- ? 注册块设备驱动.
- 代码1:使用blk_alloc_queue函数完成块设备驱动的模块加载模板
- static int __init xxx_init(void){
- //分配gendisk
- xxx_disks = alloc_disk(1);
- if(!xxx_disks){
- goto out;
- }
- //块设备驱动注册
- if(register_blkdev(xxx_MAJOR, "xxx"){
- err = -EIO;
- goto out;
- }
- //"请求队列"分配
- xxx_queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);
- if(!xxx_queue){
- goto out_queue;
- }
- blk_queue_make_request(xxx_queue, &xxx_make_request);//绑定"制造请求"函数
- blk_queue_hardsect_size(xxx_queue,xxx_blocksize);//告知内核硬件扇区尺寸
- //gendisk初始化
- xxx_disks->major = xxx_MAJOR;
- xxx_disks->first_minor = 0;
- xxx_disks->fops = &xxx_fop;
- xxx_disks->queue = xxx_queue;
- sprintf(xxx_disks->disk_name, "xxx%d", i);
- set_capacity(xxx_disks, xxx_size);//设置gendisk容量为xxx_size个扇区大小
- add_disk(xxx_disks);
-
- return 0;
-
- out_queue:unregister_blkdev(xxx_MAJOR, "xxx");
- out:put_disk(xxx_disks);
- blk_cleanup_queue(xxx_queue);
-
- return -ENOMEM;
- }
- 代码2:使用blk_init_queue函数完成块设备驱动的模块加载模板
- static int __init xxx_init(void){
- //块设备驱动注册
- if(register_blkdev(xxx_MAJOR, "xxx"){
- err = -EIO;
- goto out;
- }
- //请求队列初始化
- xxx_queue = blk_init_queue(xxx_request, xxx_lock);
- if(!xxx_queue){
- goto out_queue;
- }
-
- blk_queue_hardsect_size(xxx_queue, xxx_blocksize);//告知内核硬件扇区大小
-
- //gendisk初始化
- xxx_disks->major = xxx_MAJOR;
- xxx_disks->first_minor = 0;
- xxx_disks->fops = &xxx_fop;
- xxx_disks->queue = xxx_queue;
- sprintf(xxx_disks->disk_name, "xxx%d", i);
- set_capacity(xxx_disks, xxx_size*2);//设置gendisk容量为xxx_size个扇区大小
- add_disk(xxx_disks);
-
- return 0;
- out_queue:unregister_blkdev(xxx_MAJOR, "xxx");
- out:put_disk(xxx_disks);
- blk_cleanup_queue(xxx_queue);
-
- return -ENOMEM;
- }
-
- 2)块设备驱动的模块卸载完成的工作如下:
- ? 清除请求队列.
- ? 删除gendisk和gendisk的引用
- ? 删除对块设备的引用,注销块设备驱动.
-
- 代码3:块设备驱动模块卸载函数模板
- static void __exit xxx_exit(void){
- if(bdev){
- invalidate_bdev(xxx_bdev, 1);
- blkdev_put(xxx_bdev);
- }
- del_gendisk(xxx_disks);//删除gendisk
- put_disk(xxx_disks);
- blk_cleanup_queue(xxx_queue[i]);//清除请求队列
- unregister_blkdev(xxx_MAJOR, "xxx");
- }
-
-
- 2.块设备驱动的打开与释放
- 块设备驱动的open()和release()函数不是必须的,一个简单的块设备驱动可以不提供open()和release()函数.
- 块 设备驱动的open()函数和字符设备驱动的open()和类似,都以相关inode和file结构体指针作为参数,当一个结点引用一个块设备 时,inode->i_bdev->bd_disk包含一个指向关联gendisk的结构体的指针.因此类似字符设备,可将gendisk的 private_data赋给file的private_data,private_data同样最好是指向描述该设备的设备结构体xxx_dev的指 针.如下面的代码:
- static int xxx_open(struct inode* inode, struct file* file){
- struct xxx_dev* dev = inode->i_bdev->db_disk->private_data;
- file->private_data = dev;
- ...
- return 0;
- }
- 3.块设备驱动的ioctl
- 块 设备可以包含一个ioctl()函数,以提供对该设备的IO控制,实际上搞成的块设备层代码处理了绝大多数ioctl(),因此具体的块设备驱动中,通常 不在需要实现很多ioctl()命令.下面的代码中只实现一个命令HDIO_GETGEO,用于获得磁盘的几何信息(geometry,指CHS,即 Cylinder, Head, Sector/Track).
- static int xxx_ioctl(struct inode* inode, struct file* file,\
- unsigned int cmd, unsigned long arg){
- long size;
- struct hd_geometry geo;
- struct xxx_dev* dev = file->private_data;
-
- switch(cmd){
- case HDIO_GETGEO:
- size = dev->size * (hardsect_size / KERNEL_SECTOR_SIZE);
- geo.cylinders = (size & ~0x3f) >> 6;
- geo.heads = 4;
- geo.sectors = 16;
- if(copy_to_user((void __user*)arg, &geo, sizeof(geo)){
- return -EFAULT;
- }
- return 0;
- }
- return -ENOTTY;//未知命令
- }
- 4.块设备驱动的I/O请求
- ? 使用请求队列
- 块设备驱动请求函数的原型为:
- void request(request_queue_t* q);
- 这个函数不能由驱动自己调用,只有当内核认为是时候让驱动处理对设备的读写等操作时,它才会调用这个函数.请求函数可以在没有完成请求队列中的所有请求的情况下返回,甚至它一个请求不完成都可以返回.但对大部分设备而言,一般会在请求函数中处理完所有请求后才返回.
- static void xxx_request(request_queue_t* q){
- struct request* req;
-
- //elv_next_request()用于获取队列中第一个未完成的请求
- //end_request()会将请求从请求队列中剥离
- while((req = elv_next_request(q)) != NULL){
- struct xxx_dev* dev = req->rq_disk->private_data;
- if(!blk_fs_request(req)){//如果不是文件系统请求,直接清除,调用end_request().
- printk(KERN_NOTICE "Skip non-fs request\n");
- end_request(req, 0);//通知请求处理失败.第二个参数0代表请求失败.
- continue;
- }
- xxx_transfer(dev, req->sector, req->current_nr_sectors, req->buffer,\
- rq_data_dir(req));//处理这个请求.
- end_request(req, 1);//通知成功完成这个请求.1,表示请求成功.
- }
- }
- static void xxx_transfer(struct xxx_dev* dev, unsigned long sector,\
- unsigned long nsect, char* buffer, int write){
- unsigned long offset = sector * KERNEL_SECTOR_SIZE;
- unsigned long nbytes = nsect * KERNEL_SECTOR_SIZE;
- if((offset + nbytes) > dev->size){
- printk(KERN_NOTICE "Beyond-end write (%ld %ld)\n", offset, nbytes);
- return ;
- }
- if(write)
- write_dev(offset, buffer, nbytes);//向设备写nbytes个字节的数据.
- else
- read_dev(offset, buffer, nbytes);//从设备读取nbytes个字节的数据.
- }
- 下面是end_that_request_first()的源码和分析
- //end_request()源码清单
- void end_request(struct request* req, int uptodate){
- //当设备完成一个IO请求的部分或全部扇区传输后,必须告知块设备层.end_that_request_first
- //原型为:int end_that_request_first(struct request* req, int success, int count);
- //此函数高数块设备层,已经完成count各扇区的传送.返回表示所有扇区传送完毕.
- if(!end_that_request_first(req, uptodate, req->hard_cur_sectors)){
- //add_disk_randomness()作用是使用块IO请求的定时来给系统的随机数池贡献熵,它不影响
- //块设备,但仅当磁盘的操作时间是真正随机的时候,才调用它.
- add_disk_randomness(req->rq_disk);
- blkdev_dequeue_request(req);//清除此请求.
- end_that_request_last(req);//通知等待此请求的对象,此请求已经完成
- }
- }
- 下面是一个更复杂的请求函数,分别遍历了request,bio,以及bio中的segment
- //请求函数遍历请求,bio和段
- static void xxx_full_request(request_queue_t* q){
- struct request* req;
- int sectors_xferred;
- struct xxx_dev* dev = q->queuedata;
- //XXX 遍历每个请求
- while((req = elv_next_request(q)) != NULL){
- if(!blk_fs_request(req)){
- printk(KERN_NOTICE "Skip non-fs request\n");
- end_request(req, 0);
- continue;
- }
- sectors_xferred = xxx_xfer_reqeust(dev, req);
- if(!end_that_request_first(req, 1, sectors_xferred)){
- blkdev_dequeue_reqeust(req);
- end_that_request_last(req);
- }
- }
- }
- //XXX 请求处理
- static int xxx_xfer_request(struct xxx_dev* dev, struct reqeust* req){
- struct bio* bio;
- int nsect = 0;
- //遍历请求中的每个bio
- rq_for_each_bio(bio, req){
- xxx_xfer_bio(dev, bio);
- nsect += bio->bi_size / KERNEL_SECTOR_SIZE;
- }
- return nsect;
- }
- //XXX bio处理
- static int xxx_xfer_bio(struct xxx_dev* dev, struct bio* bio){
- int i;
- struct bio_vec* bvec;
- sector_t sector = bio->bi_sector;
- //遍历每一个segment
- bio_for_each_segment(bvec, bio, i){
- char* buffer = __bio_kmap_atomic(bio, i, KM_USER0);
- xxx_transfer(dev, sector, bio_cur_sectors(bio), buffer,\
- bio_data_dir(bio) == WRITE);
- sector += bio_cur_sectors(bio);
- __bio_kunmap_atomic(bio, KMUSER0);
- }
- return 0;
- }
- ? 不使用请求队
- 对于机械的磁盘设备而言,请求队列有助于提高系统性能.但对于如SD卡,RAM盘等可随机访问的块设备,请求队列无法获益.对于这些设备,块层支持"无队列"的操作模式,驱动为此必须提供一个"制造请求"函数(注意:这不是请求函数哦),"制造请求"函数的原型为:
- typedef int (make_request_fn) (request_queue_t* q, struct bio* bio);
- 此函数的第一个参数,是一个"请求队列",但实际并不包含任何请求.所以主要参数是bio,它表示一个或多个要传送的缓冲区.此函数或直接进行传输,或将请求重定向给其他设备.在处理完成之后,应使用bio_endio()通知处理结束.bio_endio()原型如下:
- void bio_endio(struct bio* bio, unsigned int byetes, int error);
- bytes 是已经传送的字节数(注意:bytes≤bio->bi_size),这个函数同时更新了bio的当前缓冲区指针.当设备进一步处理bio后,驱动 应再次调用bio_endio(),如不能完成请求,将错误码赋给error参数,并在函数中得以处理.此函数无论处理IO成功与否都返回0,如果返回非 零值,则bio将再次被提交:
- static int xxx_make_request(request_queue_t* q, struct bio* bio){
- struct xxx_dev* dev = q->queuedata;
- int status = xxx_xfer_bio(dev, bio);//处理bio
- bio_endio(bio, bio->bi_size, status);//报告结束
- return 0;
- }
- 说明:这里要指出,如果是无队列的IO请求处理,其加载模块应使用<<代码1:使用blk_alloc_queue函数完成块设备驱动的模块加载模板>>,否则应使用<<代码2:使用blk_init_queue函数完成块设备驱动的模块加载模板>>.
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