Linux-块设备驱动详解
深入解析Linux块设备驱动的核心原理
在Linux内核的世界里，块设备驱动是系统与存储设备交互的关键桥梁。本文将带你探索gendisk和request结构，以及一系列关键函数在驱动程序中的运作，如自旋锁(spinlock)的定义与使用。
首先，让我们聚焦于几个核心数据结构:
- gendisk: 作为设备描述符，存储了设备的基本信息，如扇区数等。
- request: 请求队列的数据结构，负责记录和管理设备上的读写请求。
在驱动程序的初始化流程中，重要函数包括:
- set_capacity: 设置gendisk的扇区数，反映设备的存储容量。
- add_disk: 注册gendisk，使其成为系统可识别的设备。
- put_disk: 当设备不再使用时，注销gendisk以释放资源。
- elv_next_request: 通过电梯算法获取未完成的请求，实现高效数据传输。
- end_request: 标记请求的读写结果，更新状态并清理资源。
- kzalloc/kfree: 分配和释放内存用于静态缓存，保证请求处理的内存管理。
- rq_data_dir: 确定请求的读写方向。
在实际操作中，驱动的生命周期如下:
- 在驱动的入口函数中，创建设备，分配request队列，gendisk结构，并进行初始化，如注册block设备。
- request队列处理函数中，不断获取请求，根据命令标志执行读写操作，然后调用end_request结束请求。
- 在驱动退出时，通过put_disk, del_gendisk, kfree, blk_cleanup_queue, unregister_blkdev等函数释放所有资源。
测试阶段，你可能进行以下操作:
- 加载模块: insmod
- 创建文件系统: mkdosfs
- 挂载: mount
- 文件操作: vi, cat
- 卸载: umount
- 网络文件系统挂载: mount (nfs)
- 最后，通过fdisk工具进行分区操作。
以上是Linux块设备驱动的基础概述，每个步骤都至关重要，它们共同构建了设备驱动与用户空间之间的无缝交互。深入理解这些核心概念，将有助于你编写出高效稳定的驱动程序。希望本文能为你在内核驱动开发的道路上提供宝贵的指引。
Linux设备驱动Linux设备驱动的分类
首先，我们有字符设备（Character Devices）。这类设备的特点在于它们的访问必须遵循串行顺序，一次只能处理一个请求。例如，触摸屏、磁带驱动器和鼠标都属于字符设备。这些设备的数据传输通常不经过系统的快速缓冲，操作过程较为直接。其次，是块设备（Block Devices）。与字符设备不同，块设备允许并发访问，可...
简述LINUX驱动中字符设备和块设备的区别?
总的来说，字符设备和块设备的主要区别在于数据传输的方式和设备访问的方式。字符设备以字符为单位进行数据传输，支持随机访问；块设备以块为单位进行数据传输，支持顺序访问。在Linux驱动中，字符设备和块设备通常使用不同的驱动程序进行访问。
Linux设备驱动开发详解区别
Linux设备驱动开发的第2版相较于第1版进行了多项重要更新，旨在提升学习体验和实用性。首先，作者直接提供了预配置的VirtualBox虚拟机，内置了所需的开发环境和源代码，读者无需额外安装，可以直接开始实验，每个实验步骤都有详尽的指导。为了实践与理论相结合，新增了一块专用学习板LDD6410，基于三星S3C64...
如何获得Linux系统的内置模块和设备驱动列表
最新的Linux发行版的内核只带了相对较小的“内置模块(built-in modules)”，其余的特定硬件驱动或者自定义功能作为“可加载模块”来让你有选择地加载或卸载。内置模块被静态地编译进了内核。不像可加载内核模块可以动态地使用modprobe、insmod、rmmod、modinfo或者lsmod等命令地加载、卸载、查询模块，内置的模...
Linux网络设备驱动的具体结构?
Linux网络设备驱动程序的体系结构从上到下可以划分为4层，依次为网络协议接口层、网络设备接口层、提供实际功能的设备驱动功能层以及网络设备与媒介层，这4层的作用如下所示：1）网络协议接口层向网络层协议提供统一的数据包收发接口，不论上层协议是ARP，还是IP，都通过dev_queue_xmit() 函数发送数据，...
如何提高Linux下块设备IO的整体性能
通用块层： 由于绝大多数情况的io操作是跟块设备打交道，所以Linux在此提供了一个类似vfs层的块设备操作抽象层。下层对接各种不同属性的块设备，对上提供统一的Block IO请求标准。IO调度层 ：因为绝大多数的块设备都是类似磁盘这样的设备，所以有必要根据这类设备的特点以及应用的不同特点来设置一些不...
请问Linux驱动程序中,字符设备驱动,块设备驱动以及网络驱动的区别和比...
可以讲字符设备和块设备归为一类，它们都是可以顺序\/随机地进行读取和存储的单元，二者驱动主要在于块设备需要具体的burst实现，对访问也有一定的边界要求。其他的没有什么不同。网络设备是特殊设备的驱动，它负责接收和发送帧数据，可能是物理帧，也可能是ip数据包，这些特性都有网络驱动决定。它并不存在...
linux设备驱动第三版看不懂linux设备驱动第三版
1.对设备初始化和释放.2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据.3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据.4.检测和处理设备出现的错误.在Linux操作系统下有三类主要的设备文件类型：字符设备、块设备和网络接口。字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读\/写请求时，实际...
linux设备驱动好学么??需要什么基础?
需要一定的努力才可以学好：Linux设备驱动是linux内核的一部分，是用来屏蔽硬件细节，为上层提供标准接口的一种技术手段。为了能够编写出质量比较高的驱动程序，要求工程师必须具备以下几个方面的知识：1、 熟悉处理器的性能 如：处理器的体系结构、汇编语言、工作模式、异常处理等。对于初学者来说，在还不...
linux的块设备文件是什么linux的块设备
1、bootloader：BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。2、基本Linux系统，就是为复杂应用软件系统的开发提供了一个基本框架，并有与之相应的、方便易用的开发与维护管理工具...
丰俊桂枝： 大致分为三类,字符驱动,块设备驱动,网络设备驱动. 字符设备可以看成是用字节流存取的文件块设备则可以看成是可以任意存取字节数的字符设备,在应用上只是内核管理数据方式不同网络设备可以是一个硬件设备,或者是软件设备,他没有相应的read write,它是面向流的一种特殊设备.
天水市19742571583： 请问Linux驱动程序中,字符设备驱动,块设备驱动以及网络驱动的区别和比较,学的时候需要注意些什么? - ？
丰俊桂枝： 可以讲字符设备和块设备归为一类,它们都是可以顺序/随机地进行读取和存储的单元,二者驱动主要在于块设备需要具体的burst实现,对访问也有一定的边界要求.其他的没有什么不同. 网络设备是特殊设备的驱动,它负责接收和发送帧数据,可能是物理帧,也可能是ip数据包,这些特性都有网络驱动决定.它并不存在于/dev下面,所以与一般的设备不同.网络设备是一个net_device结构,并通过register_netdev注册到系统里,最后通过ifconfig -a的命令就能看到. 不论是什么设备,设备级的数据传输都是基本类似的,内核里的数据表示只是一部分,更重要的是总线的访问,例如串行spi,i2c,并行dma等.
天水市19742571583： linux 块设备驱动与应用程序间的交互原理 - ？
丰俊桂枝： 驱动是以模块化加载到操作系统中,首先init()函数启动模块,就是到相应的硬件驱动抽象接口注册,并进行一系列的抽象类的交互,如果是总线,则要向更高级的总线挂载,如PCI,没有2.4内核时代那么简单了哦,之后就是probe(),这个过程是在你要使用的时候启动的,是驱动程序和驱动设备互相绑定的一个过程,也就是特定的设备都会有相应的驱动来绑定,之后就是什么read,write,ioctl等一系列的操作,这些都是具体的硬件操作,但是必须给操作系统提供统一接口就是那些read,write..来进行硬件封装.
天水市19742571583： 在计算机操作系统中,什么是块设备驱动程序? - ？
丰俊桂枝： Linux device driver 的概念 系统调用是***作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是***作系统 内核和机器硬件之间的接口.设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样 在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件, 应用程序可以...
天水市19742571583： 如何玩转linux驱动 - ？
丰俊桂枝： 我们很明白Linux 设备驱动的学习是一项浩大的工程,正是由于这个原因,一些人不免望而生畏,其实,只要我们有足够的积累和全面的知识,玩转驱动,也是早晚的事.闲话少说,开始来干货.对于驱动工程师来说,首先要明白驱动在整个系...
天水市19742571583： Linux有哪三类设备驱动程序?并说说这些设备驱动程序的功能？
丰俊桂枝： Linux操作系统的内核版本和输入输出设备类型三类
天水市19742571583： 怎么写LINUX下虚拟设备的驱动程序 - ？
丰俊桂枝： linux虚拟设备驱动程序(阻塞操作)上一篇 / 下一篇 2008-01-04 22:00:13 / 个人分类:linux 查看( 67 ) / 评论( 1 ) 学习中... 希望给其他初学者有帮助这个小程序用到...
天水市19742571583： Linux操作系统下的USB硬件设备驱动是怎样的? ？
丰俊桂枝： USB 是英文＂Universal Serial Bus＂的缩写,意为＂通用串行总线＂.是由Compaq... 模块最主要的用处就是用来实现设备驱动程序. Linux下对于一个硬件的驱动,可以...
天水市19742571583： 如何学习Linux设备驱动 - ？
丰俊桂枝： 无根之木不活,无基之楼不立,无论是学习哪个领域知识,基础是重中之重.针对学习linux驱动,我们来仔细谈谈:个人认为C语言和数据结构就是重中之重!Linux系统最优秀的地方就在于内核.无论是进程调度,内存管理,还是数据的组织形...
天水市19742571583： linux中什么是块设备和字符设备? - ？
丰俊桂枝： Linux中I/O设备分为两类:字符设备和块设备.两种设备本身没有严格限制,但是,基于不同的功能进行了分类.(1)字符设备:提供连续的数据流,应用程序可以顺序读取,通常不支持随机存取.相反,此类设备支持按字节/字符来读写数据.举...
