笔记整理—linux驱动开发部分（13）块设备

        ①首先块设备的访问策略不同于字符设备，一块为单位进行访问；②同一个设备可以同时支持块设备与字符设备驱动；③设备本身物理特性决定了其访问策略何者更合适；④块设备自身驱动层支持缓冲区，字符设备没有缓冲区；⑤块设备驱动更适合存储类设备。

        块设备的特性：①字符设备只能顺序访问，不支持随机访问，但块设备支持随机访问；②传统机械式块设备支持随机访问，但连续访问的效率更高，因此碎片整理的连续访问数据效率更高；③Nand SD卡一类电脑设备随机访问效率等同于顺序的效率。

        块设备的几个单位：扇区、块、段、页。

        扇区（sector）：源于磁盘时代，一般为512字节的倍数（硬盘、DVD一类）。

        块（black）：源于文件系统，是文件系统处理数据的基本单位，一般为512字节的倍数。

        段和页都源于内核的段页式访问管理。段（section）源于内核，是内核管理内存的方法管理一个页或部分页；页（page）源于内核，是内核内存映射的基本单位。

        块设备对下以sector为单位管理块设备（扇区）<-驱动；对上以block为单位进行文件交互<-文件系统、应用。块设备与字符设备在应用层不同，字符设备一般以（/dev/block/xxx或dev/sdenx）进行操作，但块设备一般通过文件系统进行管理与简洁的操作。

        块设备映射为VFS（虚拟文件系统）去使用多种文件系统。

        分层理论：

        I/O调度算法：电梯算法——多电梯联合算法，电梯的上下<=>R/W。

        块设备驱动重要结构体：

struct request     //对设备进行一次操作，挂载到请求链
struct request_queue    //请求队列，I/O调度层进行算法调度
struct bio    //如何完成request请求
struct gendisk    //描述一个磁盘分区/一个磁盘设备可用于注册设备

        randisk：内存虚拟磁盘，用内存去虚拟一个设备。

        一个块设备（LDD3为实例）信息体在/proc/device；/proc/partitions；/dev/；/smod中。

        在内核中，磁盘分区与一整个磁盘是平等的，如：

cat /proc/partitions

mmcblk0    //主设备

mmcblk0p1    //分区
mmcblk0p2    //分区
mmcblk0p3    //分区

        used by被几个使用。

        块设备驱动的使用方法：格式化+挂载。mkfs ext2 xxx将一个块设备格式化为ext2格式；mount -t ext2 xxx yyy(挂载点)将一个ext2格式设备进行挂载。umount yyy卸载。

        insmod时分配内存，就算反复挂载也是用到同一个内存，除非rmmod。

        register_blkdev()注册驱动，kernel/block/genhd.c等同于ewgister_chrdev()的地位，返回主设备号。

        alloc_disk(n)；n是次设备个数，分区个数+1（通用块层提供）。struct gendisk *xxxxx=alloc_disk(1);表示一个磁盘设备或一个分区，实现不分区，并实例化。

struct request_queue *my_queue;等待队列结构体
my_queue=blk_init_queue(do_my_taamblock_request(回调函数),&my_ramblock_lock（自旋锁）);

        实例化一个等待队列，将来的r/w将会被加入其中，I/O调度会使用回调函数去处理队列中的request，取出一个请求时，会调用这个函数去对操作进行处理。

unsigned char *my_ramblock_buf;虚拟块设备内存指针
my_ramblock_buf=kzalloc(大小，分配方式);
add_disk(my_ramblock_buf);
do_my_ramblock_request();处理调度方法
req=blk_fetch_request();从i/o调度层获取请求（已调度过），后依照请求，进行r/w方法rq_data_dir()

原文地址：https://blog.csdn.net/qq_35229394/article/details/143819871

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