Linux块设备驱动开发

封面图 • 2023-11-07 • 嵌入式

Linux块设备驱动开发

Linux 块设备驱动的开发涉及到与块 I/O 子系统的交互，以及与硬件通信、块设备的管理和操作等方面。以下是一个简单的步骤和一些关键的概念，以帮助你开始开发 Linux 块设备驱动：

理解块设备模型： 在 Linux 中，块设备被抽象为块设备结构。块设备是一种按块读写的设备，如硬盘驱动器。块设备结构包含了有关设备的信息，如设备名称、大小、操作等。

了解块设备驱动框架： Linux 内核提供了块设备驱动的框架，这包括了一系列的函数和结构，用于简化块设备驱动的开发。主要的头文件包括 <linux/blkdev.h>。

创建块设备驱动模块： 你需要编写一个块设备驱动模块。这个模块需要包含初始化和清理的函数，用于注册和注销块设备。在模块中，你需要实现一些必要的回调函数，例如 blk_mq_ops 结构中的 queue_rq 函数，用于处理块 I/O 请求。

c
```
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/genhd.h>
#include <linux/blkdev.h>

#define DEVICE_NAME "myblkdev"
#define SECTOR_SIZE 512
#define NUM_SECTORS 1024

static struct gendisk *myblkdev_disk;

static int myblkdev_open(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
{
    return 0;
}

static void myblkdev_release(struct gendisk *gd, fmode_t mode)
{
    // 清理操作
}

static const struct block_device_operations myblkdev_ops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = myblkdev_open,
    .release = myblkdev_release,
};

static int __init myblkdev_init(void)
{
    myblkdev_disk = alloc_disk(1);
    if (!myblkdev_disk) {
        pr_err("Failed to allocate diskn");
        return -ENOMEM;
    }

strcpy(myblkdev_disk->disk_name, DEVICE_NAME);
    myblkdev_disk->major = register_blkdev(0, DEVICE_NAME);
    myblkdev_disk->first_minor = 0;
    myblkdev_disk->fops = &myblkdev_ops;
    set_capacity(myblkdev_disk, NUM_SECTORS);
    add_disk(myblkdev_disk);

return 0;
}

static void __exit myblkdev_exit(void)
{
    del_gendisk(myblkdev_disk);
    unregister_blkdev(myblkdev_disk->major, DEVICE_NAME);
    put_disk(myblkdev_disk);
}

module_init(myblkdev_init);
module_exit(myblkdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
```
编译和加载模块： 使用适当的 Makefile 或构建系统来编译你的模块。然后，使用 insmod 命令加载模块。

bash
```
make
sudo insmod myblkdev.ko
```
调试和测试： 使用内核日志 (dmesg 命令) 查看模块加载的消息，以便调试。使用块设备工具（如 dd）来测试你的块设备。

卸载模块： 使用 rmmod 命令卸载模块。

bash
```
sudo rmmod myblkdev
```
请注意，实际的块设备驱动可能需要处理更复杂的情况，如异步操作、请求队列、缓存管理等。在编写块设备驱动时，查阅相关的文档和内核源码是非常重要的。