Linux块设备总结(六)块设备子系统初始化

女爷i 2022-02-25 04:14 497阅读 0赞

在上两篇博客中我们学习了块设备子系统数据组织结构，但是块设备子系统的总体上的初始化还没有涉及到，本章就开始学习块设备子系统的一系列初始化。  
块设备子系统简而言之是Linux中管理块设备的一个子系统，是Linux中一个重要的子系统，没有块设备子系统我们的硬盘，光驱，USB在我们的linux 系统中都不可能感知，更别提热插拔的USB了。  
块设备主要的子系统的初始话是在`genhd_device_init`函数中下面就依照这个函数来进行解析：

static int __init genhd_device_init(void)
    { 
            int error;
    
            block_class.dev_kobj = sysfs_dev_block_kobj;
            error = class_register(&block_class);    //块设备类的注册
            if (unlikely(error))					//如果错误返回错误值
                    return error;
            bdev_map = kobj_map_init(base_probe, &block_class_lock);  //块设备的管理初始化，主要管理着255个散列表，用于申请块设备以及注册块设备的时候时候
            blk_dev_init();				//块设备最基础的设备使用
    
            register_blkdev(BLOCK_EXT_MAJOR, "blkext");			//注册设备号为259的块设备文件系统
    
    #ifndef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED
            /* create top-level block dir */
            block_depr = kobject_create_and_add("block", NULL);  //用于在驱动模型中/sys目录下生成block目录
    #endif
            return 0;
    }

以上函数看起来很容易，但是俗话说：麻雀虽小五脏俱全。如果仔细理解的话可能就不太容易理解了，下面先对于函数中各个变量做一个简短的说明。

struct class block_class;
    主要使用类设备的链表结构，把gendisk结构放入block_class类的private->class_device->i_klist链表下面便于寻找
    struct kobj_map  * bdev_map;
    主要使用此散列表完成每个主设备号下面维护着若干个链表，每个链表每个节点下注册若干个块次设备号
    struct kobject block_depr;
    主要完成在/sys目录下生成一个block目录

各个不同的简略说明已经在注释中有说明，下面对各个不同的调用进行一一说明。

## class\_register(&block\_class); ##

说明此函数之前我们先看一下此函数前后的调用关系,主要有两句C语言调用，如下：

block_class.dev_kobj = sysfs_dev_block_kobj;
            error = class_register(&block_class);

其中`block_class`变量是一个全局变量,定义在`genhd_device_init`函数上面。`sysfs_dev_block_kobj`也是一个全局变量，其主要作用是在/sys/dev/驱动模型下面生成一个block目录，并在class\_register调用之后完成block\_class注册。  
我们再看一下block\_class的作用，如下图：  
![在这里插入图片描述][20190401213814731.png]  
其主要作用是在block\_class->p->class\_device->i\_klist下面链接各个通用磁盘，链接的通用磁盘指针在上图有说明，不一一细说。然后在遍历驱动的时候先根据主磁盘的设备号查找磁盘，找到主设备号之后，然后根据次设备号查找磁盘分区。比较方便。

## kobj\_map\_init(base\_probe, &block\_class\_lock) ##

主要生成bdev\_map全局变量，bdev\_map为块设备驱动的散列表，主要管理着块设备驱动注册时候主设备号和次设备号的申请和释放。  
bdev\_map散列表总共有255个链表节点，每个链表节点下面有若干个节点组成，块设备在注册的时候用于查找未使用的主次设备号。

## bdev\_init ##

此函数原型如下：

int __init blk_dev_init(void)
    {                
            BUILD_BUG_ON(__REQ_NR_BITS > 8 *
                            sizeof(((struct request *)0)->cmd_flags));
    
            kblockd_workqueue = create_workqueue("kblockd");
            if (!kblockd_workqueue)
                    panic("Failed to create kblockd\n");
            
            request_cachep = kmem_cache_create("blkdev_requests",
                            sizeof(struct request), 0, SLAB_PANIC, NULL);
            
            blk_requestq_cachep = kmem_cache_create("blkdev_queue",
                            sizeof(struct request_queue), 0, SLAB_PANIC, NULL);
    
            return 0;
    }

其函数主要有如下功能：

1.创建一个名为kblocked的工作队列。
    2.建立一个缓存池，主要是为了request_list申请和释放使用的。
    3.建立名为blkdev_queue的缓存池，主要是为了request_queue建立一个缓存池。用于request_queue的申请和释放。

## register\_blkdev(BLOCK\_EXT\_MAJOR, “blkext”); ##

主要建立bdev文件系统。bdev文件系统的作用已经在之前有所涉及，不在赘述。

[20190401213814731.png]: /images/20220225/6810cc468e9f41188a2c3909a03e3d43.png