S3C2440 块设备（待续）

最新推荐文章于 2020-10-12 16:10:34 发布

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分类专栏： S3C2440 文章标签： S3C2440 块设备

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本文介绍了块设备和字符设备的主要区别，包括它们的数据处理方式、缓冲机制及访问特性等。此外，还详细阐述了与块设备相关的数据结构如block_device_operations、gendisk和request_queue的作用及使用方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.块设备只能以块为单位接受输入和返回输出，而字符设备则以字节为单位
2.块设备对于I/O请求有对应的缓冲区，因此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。对于存储设备而言调整读写的顺序作用巨大，因为读写连续的扇区比分离的扇区更快
3.字符设备只能被顺序读写，而块设备可以随机访问。虽然块设备可以随机访问，但是对于硬盘这类机械设备而言，顺序地组织块设备的访问可以提高性能

block_device_operations结构体

struct block_device_operations {
    int (*open) (struct inode *, struct file *);
    int (*release) (struct inode *, struct file *);
    int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned, unsigned long);
    int (*media_changed) (struct gendisk *);
    int (*revalidate_disk) (struct gendisk *);
    struct module *owner;
};

media_changed：被内核调用来检查是否驱动器中的介质已经改变。这个函数仅适用于支持可移动介质的驱动器，通常需要在驱动中增加一个表示介质状态是否改变的标志变量，非可移动设备的驱动不需要实现这个方法
revalidate_disk：用来响应一个介质的改变，它给驱动一个机会来进行必要的工作以实新介质准备好

gendisk结构体
用来表示一个独立的磁盘设备（或分区）

struct gendisk {
    int major;          /* major number of driver */
    int first_minor;
    int minors;         //次设备号，分区数量
    char disk_name[16];     /* name of major driver */
    struct hd_struct **part;    /* [indexed by minor] */
    struct block_device_operations *fops;
    struct request_queue *queue;
    void *private_data;
    sector_t capacity;

    int flags;
    char devfs_name[64];        /* devfs crap */
    int number;         /* more of the same */
    struct device *driverfs_dev;
    struct kobject kobj;

    struct timer_rand_state *random;
    int policy;

    unsigned sync_io;       /* RAID */
    unsigned long stamp, stamp_idle;
    int in_flight;
#ifdef  CONFIG_SMP
    struct disk_stats *dkstats;
#else
    struct disk_stats dkstats;
#endif
};

sda：整个分区
sda*：分区（次设备号）

分配gendisk

struct gendisk *alloc_disk(int minors)

增加gendisk

void add_disk(struct gendisk *disk)

释放gendisk

void del_gendisk(struct gendisk *disk)

request_queue结构体
请求队列跟踪等候的块I/O请求。I/O调度器（也称电梯）的工作是以最优性能的方式向驱动提交I/O 请求。对于机械磁头而言，当给定顺序请求时，可是使磁盘顺序地从一头向另一头工作，也就是电梯算法

初始化请求队列

request_queue_t *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)

清除请求队列

void blk_cleanup_queue(request_queue_t * q)

分配请求队列

request_queue_t *blk_alloc_queue(int gfp_mask)

提交请求

struct request *elv_next_request(request_queue_t *q)

去除请求

void elv_remove_request(request_queue_t *q, struct request *rq)