Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)之塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)

?11.4 塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)編程
　　塊設(shè)備通常指一些需要以塊（如512字節(jié)）的方式寫入的設(shè)備，如IDE硬盤、SCSI硬盤、光驅(qū)等。它的驅(qū)動(dòng)程序的編寫過(guò)程與字符型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫有很大的區(qū)別。
　　塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)編程接口相對(duì)復(fù)雜，不如字符設(shè)備明晰易用。塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)的性能影響較大，速度和效率是設(shè)計(jì)塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程要重點(diǎn)考慮的問題。系統(tǒng)中使用緩沖區(qū)與訪問請(qǐng)求的優(yōu)化管理（合并與重新排序）來(lái)提高系統(tǒng)性能。
　　1．編程流程說(shuō)明
　　塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫流程同字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的編寫流程很類似，也包括了注冊(cè)和使用兩部分。但與字符驅(qū)動(dòng)設(shè)備所不同的是，塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序包括一個(gè)request請(qǐng)求隊(duì)列。它是當(dāng)內(nèi)核安排一次數(shù)據(jù)傳輸時(shí)在列表中的一個(gè)請(qǐng)求隊(duì)列，以最大化系統(tǒng)性能為原則進(jìn)行排序。在后面的讀寫操作時(shí)會(huì)詳細(xì)講解這個(gè)函數(shù)，圖11.5為塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的流程圖，請(qǐng)讀者注意與字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的區(qū)別。
　　
　　圖11.5 塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序流程圖
　　2．重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
　　每個(gè)塊設(shè)備物理實(shí)體由一個(gè)gendisk結(jié)構(gòu)體來(lái)表示（在《/linux/genhd.h》中定義），每個(gè)gendisk可以支持多個(gè)分區(qū)。
　　每個(gè)gendisk中包含了本物理實(shí)體的全部信息以及操作函數(shù)接口。整個(gè)塊設(shè)備的注冊(cè)過(guò)程是圍繞gendisk來(lái)展開的。在驅(qū)動(dòng)程序中需要初始化的gendisk的一些成員如下所示。
　　struct gendisk
　　{
　　int major; /* 主設(shè)備號(hào) */
　　int first_minor; /* 第一個(gè)次設(shè)備號(hào) */
　　int minors; /* 次設(shè)備號(hào)個(gè)數(shù)，一個(gè)塊設(shè)備至少需要使用一個(gè)次設(shè)備號(hào)，而且塊設(shè)
　　備的每個(gè)分區(qū)都需要一個(gè)次設(shè)備號(hào)，因此這個(gè)成員等于1，則表明該塊
　　設(shè)備是不可被分區(qū)的，否則可以包含minors – 1 個(gè)分區(qū)。*/
　　char disk_name［32］; /* 塊設(shè)備名稱，在/proc/partions中顯示 */
　　struct hd_struct **part; /* 分區(qū)表 */
　　struct block_device_operations *fops; /* 塊設(shè)備操作接口，與字符設(shè)備的
　　file_operations結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)*/
　　struct request_queue *queue; /* I/O請(qǐng)求隊(duì)列 */
　　void *private_data; /* 指向驅(qū)動(dòng)程序私有數(shù)據(jù) */
　　sector_t capacity; /* 塊設(shè)備可包含的扇區(qū)數(shù) */
　　…… /* 其他省略 */
　　};
　　與字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一樣，塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序也包含一個(gè)在《linux/fs.h》中定義的block_device_operations結(jié)構(gòu)，其定義如下所示。