linux简单虚拟硬盘驱动分析报告

1、linux简单虚拟硬盘驱动分析2012-06-06 16:15122人阅读评论(0)收藏举报#include #include #include #include #include #include #include linux/fcntl#include #include #inckide #include linux/blkpg#include #define VHDD_DEV_NAME vhdd#define VHDD_DEV_MAJOR 220#define VHDD_MAX_DEVICE 2#define VHDD_MAX_PARTITONS 16/*vhdd可以进行分区，允许的分区

2、总共为15个，因此总分区数应为16勺/#define VHDD_DEVICE_SIZE (4*1024*1024)/*vhdd ram disk模拟了硬盘，因此要定义相应的内容。扇区大小为512字节，可以任意指定圆柱面(cylinder)书设定为256每个cylinder的扇区数设定为16磁头数(VHDD_HEADS)设为2一台设备容量为(扇区大小*圆柱面数*扇区数*磁头数)，这里=4M,应为disk 提供的大小相一致*/#define VHDD_SECTOR_SIZE 512#define VHDD_SECTORS 16#define VHDD_HEADS 2#define VHDD_CYL

3、INDERS 256#define VHDD_SECTOR_TOTAL(VHDD_SECTORS*VHDD_HEADS*VHDD_CYLINDERS)#define VHDD_SIZE (VHDD_SECTOR_SIZE*VHDD_SECTOR_TOTAL)typedef struct unsigned char *datao struct request_queue *queueospinlock_t locko /*分别管理自己的 lock*/struct gendisk *gdo vhdd_deviceo/char *vdiskVHDD_MAX_DEVICE = NULL,。extern

4、 char *vdiskVHDD_MAX_DEVICE static vhdd_device deviceVHDD_MAX_DEVICE o/*vhdd为模拟硬盘的运行，使用内核定时器启动中断(interrupt)o为了使用内核 定时器，定义7 timerjist结构体变量vhdd_timer另外,为了处理请求函数的 重入定义了 vhdd_busy变量。该值不为0时，块设备驱动程序的请求处理函数 vhdd_request()就会处于运行状态。这不仅仅是中断的启动方式，也是必要的变量, 因为整体设备会因一个中断而运行*/static struct timerjist vhdd_timerosta

5、tic int vhdd_busy=O。static void vhdd_request(struct request_queue *q)vhdd_device *pdeviceostruct request *vhdd_reqochar *pDataoint sizeoif(vhdd_busy) returno /*先检查、l前块设备是否处于处理请求的状态，如果处于处 理状态，就立即终止函数。这是因为处理中断的过程中还会调用Vhdd-request 函数*/while(l)vhdd_req = elviext_request(q)oif(!vhdd_req) returno /*vhdd_r

6、equest函数反复执行，知道处理完等待中的所有请 求。使用elv_next_request函数获得处理请求。若处理请求的request结构体地址 返回NULL时，表明没有处理请求，因此结束函数*/pdevice = (vhdd_device *)vhdd_req-rq_disk-private_dataopData = pdevice-data + (vhdd_req-sector) * VHDD_SECTOR_SIZEo/*vhdd_req-current_nr_sectors包含处理扇区数，如果超出范圉，想内核同志出 错，调用end_request(vhdd_req, 0)想内核通知出错

7、，并处理下一个请求*/if(vhdd_req-sector + vhdd_req-current_nr_sectors get_capacity(vhdd_req-rq_disk)end_request(vhdd_req, 0)。continueosize = vhdd_req-current_nr_sectors * VHDD_SECTOR_SIZE。switch(rq_data_dir(vhdd_req) case READ: memcpy(vhdd_req-buffer, pData, size)。breakocase WRITE:memcpy(pData, vhdd_reqbiiffe

8、size)。breakodefault:end_request(vhdd_req, 0)。continue/*普通的硬盘在读取数据的时候，先把将要读取的扇区信息传递到硬盘上，并等 待中断。确认发生了中断，并正常处理后，读取硬盘上的数据。相反，在向硬盘 上写入数据时，先要传递写入扇区的信息和数据，再等待中断。结束处理后发生 中断。这里使用内核的定时器模拟结束处理的中断。本例子中，vhdd进以简单的rain模拟硕盘，并在vhdd_request处理数据后，使 用内核的定时器模拟结束处理的中断。在使用vhdd.timer内核定时器时，经一 段时间后，调用作为中断函数的vhddjnternipt函数，

9、为了表示块设备驱动程序 的运行状态，把vhdd_busy设为1,然后结束函数。如前所述，该值就是用于忽 略数据处理过程中内核调用的vhdd.request函数*/vhdd_timer.expires = jiffies + 2。vhdd_timer.data = (unsigned long)pdeviceoadd_timer(&vhdd_timer)。vhdd_busy = 1。return ovoid vhdd_interrupt(unsigned long data) vhdd_device *pdeviceostruct request *vhdd_reqopdevice = (vhd

10、d_device *)data。vhdci_req = elv_next_request(pdevice-queue)oend_request(vhdd_req, 1)。vhdd_busy = 0。vhdd_request(pdevice-queue) int vhdd_open(struct inode *inode, struct file *filp) return 0。int vhdd_release (struct inode 水inode, stiuct file *filp) return 0。/*vhdd模拟硬盘，因此只需要能处理ioctl磁盘结构的HDIOGETGEO,其余军

11、返 回 ENOTTYHDIO_GETGEO是fdisk等分区处理程序，适用于获取设备的磁盘结构信息的命 令，为了执行该命令,在hd_geometry结构体变量上传递cylinder数，扇区数, head数及实际扇区的起始值。与2.4内核不同的是，2.6内核中可以直接代如扇 区的起始值，也可以使用get_start_sect函数处理该值。内核源代码中支持的大多 数设备驱动程序都使用get_start_sect处理扇区值。*/int vhdd_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd,unsigned long a

12、rg)int errostruct hd_geometry geo。switch(cmd)case HDIO_GETGEO:err = !access_ok(VERIFY_WRITE, arg, sizeof(geo)oif(err) return -EFAULTgeo.cylinders = VHDD_CYLINDERS。geo.heads = VHDD_HEADS。geo.sectors = VHDD_SECTORS ogeo.start = get_start_sect(inode-i_bdev) oif(copy_to_user(void*)arg, &geo, sizeof(geo)

13、 return -EFAULT。return 0。return -ENOTTYo static struct block_device_operations vhdd_fops.owner = THIS_MODULE,.open = vhdd_open,.release = vhdd_release,.ioctl = vhdd_ioctl,) int vhdd_init(void)int lpo/vdisk0 = vmalloc(VHDD_DEVICE_SIZE)o/vdisk 1 = vmalloc(VHDD_DEVICE_SIZE)omemset(vdisk0, 0, VHDD_DEVIC

14、E_SIZE)。/memset(vdiskl, 0, VHDD_DEVICE_SIZE)。/*使用下面的函数初始化内核定时器结构题vhdd_timer变量后，把山定时器而启 动的 vhdd_interrupt()函数注册到 vhdd_timer.funotion 函数中 ovhdd_timer.function() 函数用于模拟硬盘的中断*/init_timer(&(vhdd_timer)。vhdd_timer.function = vhdd_interruptoregister_blkdev(VHDD_DEV_MAJOR, VHDD_DEV_NAME)。for(Ip = 0o lp VHDD

15、_MAX_DEVICEo lp+) devicelp.data = vdiskIpo /*定义此data,使vdisk所获得的内存地址能够用在 request()函数上 */*分配gendisk结构体，而gendisk结构体是注册块设备的信息结构体。vhdd共 处理15个分区，因此，变量上代入16。在内核里该值大于2时，确定存在内存 分区，并执行分区处理*/devicelp.gd = alloc_disk( VHDD.M AX_PARTITONS) o/*使用blk_init_queue函数注册内核和块设备驱动程丿了的实际输入输出路径 vhdd_request函数，在device! Ip.qu

16、eue上设置生成的请求队列。对于blk_init_queue 函数，除了 request()函数外，为了管理等待队列的Lock,需要使用spinlock_t结构 体，因此，下面初始化lock变量，并代如到blk_init_queue函数中*/spin_lock_init (&devicelp.lock)odevicelp.queue = blk_init_queue(vhdd_request, &devicelp.lock)devicelp.gd-major = VHDD_DEV_MAJORodevicelp.gd-firsOninor = lp*VHDD_MAX_PARTITONS。devi

17、celp.gd-fops = &vhdd_fops。devicelp.gd-queue = device lp .queue。devicelp.gd-private_data = & devicelpo/*为了在proc和sysfs文件系统中表示分区及块设备，在deviceflp.gd-disk_name 上分别代入vhdda”,”vhddb”，然后使用set_capacity函数设置各台块设备的扇区 数*/sprintf(devicelp.gd-disk_name, Hvhdd%cH , ,a,+lp)oset_capacity(devicelp.gd.VHDD_SECTOR_TOTAL)o/*为了检索分区并注册块设备，调用add_disk()函数。调用该函数后，内核会在 内核内部注册各台块设备，需要检索分区时，在gendisk结构体的内部设置分区 处理变量*/add_disk(devicelp.gd)。return 0。) void vhdd_exit(void)int lp