块设备驱动模板

内核版本：4.14.0
基于设备树

  1. 使用请求队列，请求队列会用到I/O调度器，适合机械硬盘这种存储设备。
#include <linux/module.h> 
#include <linux/blkdev.h> 
#include <linux/hdreg.h> #define RAMDISK_SIZE		(2*1024*1024)		/* capacity size is 2MB */
#define RAMDISK_NAME		"ramdisk"
#define RAMDISK_MINORS		3					/* The number of disk partitions *//* ramdisk device struct */
struct ramdisk_info{int major;						/* major device id */unsigned char *ramdisk_buf;		/* ramdisk memory space */spinlock_t spinlock;struct gendisk *gendisk;struct request_queue *queue;
};static struct ramdisk_info ramdisk;/* * @description : handling the transfer * @param-req 	: request * @return 		: none */ 
static void ramdisk_transfer(struct request *req)
{void *buffer;/* * Gets the byte address and size of the write or read disk.* blk_rq_pos gets the sector address, which is converted to a byte address by a left shift of 9 bits.* blk_rq_cur_bytes gets the size. */ unsigned long start = blk_rq_pos(req)<<9;unsigned long len = blk_rq_cur_bytes(req);/* the data buffer in the bio */buffer = bio_data(req->bio);if (READ == rq_data_dir(req))memcpy(buffer, ramdisk.ramdisk_buf+start, len);elsememcpy(ramdisk.ramdisk_buf+start, buffer, len);
}/* * @description : request handler function * @param-q 	: request queue  * @return 		: none*/ 
static void ramdisk_request_fn(struct request_queue *queue)
{struct request *req;blk_status_t err = BLK_STS_OK;/* loop processes each request in the request queue */req = blk_fetch_request(queue);while (req != NULL){/* specific transfer processing for the request */ramdisk_transfer(req);if (!__blk_end_request_cur(req, err))req = blk_fetch_request(queue);}
}/* * @description : open the block device * @param - dev : block device * @param - mode : the open mode * @return : 0 means success, others means failure */ 
static int ramdisk_open(struct block_device *dev, fmode_t mode) 
{ printk(KERN_INFO "ramdisk opened\n"); return 0; 
}/** @description : release the block device * @param - disk : gendisk * @param - mode : mode * @return : 0 means success, others means failure*/ 
static void ramdisk_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode) 
{ printk("ramdisk released\n"); 
} /* * @description : get information of gendisk * @param - dev : block device * @param - geo : mode * @return : 0 means success, others means failure*/ 
static int ramdisk_getgeo(struct block_device *dev, struct hd_geometry *geo) 
{ /* 这是相对于机械硬盘的概念 */ geo->heads = 2; 				//磁头geo->cylinders = 32; 			//柱面 geo->sectors = RAMDISK_SIZE / (2 * 32 *512); // 磁道上的扇区数量 return 0; 
} static struct block_device_operations ramdisk_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = ramdisk_open, .release = ramdisk_release, .getgeo = ramdisk_getgeo, 
}; static int __init ramdisk_init(void)
{int ret;/* Allocate memory for the ramdisk */ramdisk.ramdisk_buf = kzalloc(RAMDISK_SIZE, GFP_KERNEL);if (NULL == ramdisk.ramdisk_buf)return -ENOMEM;/* Initialize the spinlock */spin_lock_init(&ramdisk.spinlock);/* register block device */ramdisk.major = register_blkdev(0, RAMDISK_NAME);if (ramdisk.major < 0){ret = ramdisk.major;goto out1;}printk(KERN_INFO "ramdisk major = %d\n", ramdisk.major);/* Allocate and initialize the gendisk */ramdisk.gendisk = alloc_disk(RAMDISK_MINORS);if (!ramdisk.gendisk){ret = -ENOMEM;goto out2;}/* Allocate and initialize the request queue */ramdisk.queue = blk_init_queue(ramdisk_request_fn, &ramdisk.spinlock);if (!ramdisk.queue){ret = -ENOMEM;goto out3;}/* Adding (registering) the disk */ramdisk.gendisk->major = ramdisk.major;				/* major device id */ramdisk.gendisk->first_minor = 0;					/* first minor device id */ramdisk.gendisk->fops = &ramdisk_fops;				/* operation function */ramdisk.gendisk->private_data = &ramdisk; ramdisk.gendisk->queue = ramdisk.queue;strcpy(ramdisk.gendisk->disk_name, RAMDISK_NAME);set_capacity(ramdisk.gendisk, RAMDISK_SIZE / 512);	/* device capacity (in sectors(512M)) */add_disk(ramdisk.gendisk);return 0;	out3:put_disk(ramdisk.gendisk);out2:unregister_blkdev(ramdisk.major, RAMDISK_NAME);out1:kfree(ramdisk.ramdisk_buf);return ret;
}static void __exit ramdisk_exit(void)
{/* uninstall gendisk */del_gendisk(ramdisk.gendisk);/* clean up request queue */blk_cleanup_queue(ramdisk.queue);/* release gendisk */put_disk(ramdisk.gendisk);/* unregister block device */unregister_blkdev(ramdisk.major, RAMDISK_NAME);/* release memory */kfree(ramdisk.ramdisk_buf);
}module_init(ramdisk_init); 
module_exit(ramdisk_exit); /* *  Author, driver information and LICENSE.*/ 
MODULE_AUTHOR("蒋楼丶");
MODULE_DESCRIPTION(RAMDISK_NAME" Driver"); 
MODULE_LICENSE("GPL");
  1. 对于EMMC、SD、ramdisk这样没有机械结构的存储设备，我们可以直接访问任意一个扇区，因此可以不需要I/O调度器，也就不需要请求队列了。
#include <linux/module.h> 
#include <linux/blkdev.h> 
#include <linux/hdreg.h> #define RAMDISK_SIZE		(2*1024*1024)		/* capacity size is 2MB */
#define RAMDISK_NAME		"ramdisk"
#define RAMDISK_MINORS		3					/* The number of disk partitions *//* ramdisk device struct */
struct ramdisk_info{int major;						/* major device id */unsigned char *ramdisk_buf;		/* ramdisk memory space */struct gendisk *gendisk;struct request_queue *queue;
};static struct ramdisk_info ramdisk;/* * @description : "make request" function* @param-queue : request queue* @return 		: none */ 
static blk_qc_t ramdisk_make_request_fn(struct request_queue *queue, struct bio *bio)
{int offset;struct bio_vec bvec;struct bvec_iter iter;char *ptr;unsigned long len;/* get offset address of device */offset = bio->bi_iter.bi_sector<<9;/* loop process each segment in the bio */bio_for_each_segment(bvec, bio, iter){ptr = page_address(bvec.bv_page)+bvec.bv_offset;len = bvec.bv_len;if (bio_data_dir(bio) == READ)memcpy(ptr, ramdisk.ramdisk_buf+offset, len);elsememcpy(ramdisk.ramdisk_buf+offset, ptr, len);offset += len;}bio_endio(bio);return BLK_QC_T_NONE;
}/* * @description : open the block device * @param - dev : block device * @param - mode : the open mode * @return : 0 means success, others means failure */ 
static int ramdisk_open(struct block_device *dev, fmode_t mode) 
{ printk(KERN_INFO "ramdisk opened\n"); return 0; 
}/** @description : release the block device * @param - disk : gendisk * @param - mode : mode * @return : 0 means success, others means failure*/ 
static void ramdisk_release(struct gendisk *disk, fmode_t mode) 
{ printk("ramdisk released\n"); 
} /* * @description : get information of gendisk * @param - dev : block device * @param - geo : mode * @return : 0 means success, others means failure*/ 
static int ramdisk_getgeo(struct block_device *dev, struct hd_geometry *geo) 
{ /* 这是相对于机械硬盘的概念 */ geo->heads = 2; 				//磁头geo->cylinders = 32; 			//柱面 geo->sectors = RAMDISK_SIZE / (2 * 32 *512); // 磁道上的扇区数量 return 0; 
} static struct block_device_operations ramdisk_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = ramdisk_open, .release = ramdisk_release, .getgeo = ramdisk_getgeo, 
}; static int __init ramdisk_init(void)
{int ret;/* Allocate memory for the ramdisk */ramdisk.ramdisk_buf = kzalloc(RAMDISK_SIZE, GFP_KERNEL);if (NULL == ramdisk.ramdisk_buf)return -ENOMEM;/* register block device */ramdisk.major = register_blkdev(0, RAMDISK_NAME);if (ramdisk.major < 0){ret = ramdisk.major;goto out1;}printk(KERN_INFO "ramdisk major = %d\n", ramdisk.major);/* Allocate and initialize the gendisk */ramdisk.gendisk = alloc_disk(RAMDISK_MINORS);if (!ramdisk.gendisk){ret = -ENOMEM;goto out2;}/* Allocate the request queue */ramdisk.queue = blk_alloc_queue(GFP_KERNEL);if (!ramdisk.queue){ret = -ENOMEM;goto out3;}/* set "make request" function */blk_queue_make_request(ramdisk.queue, ramdisk_make_request_fn);/* Adding (registering) the disk */ramdisk.gendisk->major = ramdisk.major;				/* major device id */ramdisk.gendisk->first_minor = 0;					/* first minor device id */ramdisk.gendisk->fops = &ramdisk_fops;				/* operation function */ramdisk.gendisk->private_data = &ramdisk; ramdisk.gendisk->queue = ramdisk.queue;strcpy(ramdisk.gendisk->disk_name, RAMDISK_NAME);set_capacity(ramdisk.gendisk, RAMDISK_SIZE / 512);	/* device capacity (in sectors(512M)) */add_disk(ramdisk.gendisk);return 0;	out3:put_disk(ramdisk.gendisk);out2:unregister_blkdev(ramdisk.major, RAMDISK_NAME);out1:kfree(ramdisk.ramdisk_buf);return ret;
}static void __exit ramdisk_exit(void)
{/* uninstall gendisk */del_gendisk(ramdisk.gendisk);/* clean up request queue */blk_cleanup_queue(ramdisk.queue);/* release gendisk */put_disk(ramdisk.gendisk);/* unregister block device */unregister_blkdev(ramdisk.major, RAMDISK_NAME);/* release memory */kfree(ramdisk.ramdisk_buf);
}module_init(ramdisk_init); 
module_exit(ramdisk_exit); /* *  Author, driver information and LICENSE.*/ 
MODULE_AUTHOR("蒋楼丶");
MODULE_DESCRIPTION(RAMDISK_NAME" Driver"); 
MODULE_LICENSE("GPL");

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