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Linux设备驱动详解

3、扇区   硬盘的基本访问单位,扇区的大小一般是512B(对于现在的有些磁盘的扇区>512B,比如光盘的一个扇区就是2048B,Linux将其看成4个扇区,无非就是需要完成4次的读写)。...Linux系统一次读取磁盘的大小是一个,而不是一个扇区设备驱动由此得名。 二、设备处理过程 1、linux 内核中,设备将数据存储与固定的大小的中,每个都有自己的固定地址。...Linux内核中设备和其他模块的关系如下。 ? 1、设备的处理过程涉及Linux内核中的很多模块,下面简单描述之间的处理过过程。   ...三、基本概念 1、设备(block device)   是一种具有一定结构的随机存取设备,对这种设备读写进行的,他使用缓冲区来存放暂时的数据,待条件成熟后,从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区...2、字符设备(Character device)   是一个顺序的数据流设备,对这种设备读写字符进行的,而且这些字符是连续地形成一个数据流。他不具备缓冲区,所以对这种设备读写是实时的。

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Linux 设备驱动代码编写

按照ldd的说法,linux设备驱动包括了char,block,net三种设备。char设备是比较简单的,只要分配了major、minor号,就可以进行读写处理了。...net设备姑且下不谈,我们在以后的博文中会有涉及。今天,我们可以看看一个简单的block是怎么设计的。 为了将block和fs分开,kernel的设计者定义了request queue这一种形式。...换一句话说,所有fs对block设备的请求,最终都会转变为request的形式。所以,对于block设备驱动开发的朋友来说,处理好了request queue就掌握了block设备的一半。...闲话不多说,我们看看一个ramdisk代码驱动是怎么写的,代码来自《深入linux 设备驱动程序内核机制》, #include #include #include #include #include #include

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Linux设备缓存Bcache设置

Bcache简介 Bcache是Linux内核设备层cache,支持多HDD使用同一SSD作为缓存盘。它让SSD作为HDD的缓存成为了可能。...Bcache是从Linux-3.10开始正式并入内核主线的,因此,要使用Bcache,需要将内核升级到3.10及以上版本才行。...安装 1 2 sudo apt-get update sudo apt-get install bcache-tools 操作 假设我们的HDD设备为/dev/sdb, SSD设备为/dev/sdc,.../sys/block/bcache0/bcache/attach' 注意,写入UUID必须以root身份才能执行,在zsh里面sudo可能会出现权限不够的问题,所以直接用bash -c来做 看一下设备结构...bcache/stop 操作完成后,通过lsblk命令查看结果 1 # lsblk /dev/sdb 停用之后,后端磁盘的数据是不会丢的,只不过加速功能没有了;当然,注销缓存盘的时候,缓存盘不能有数据读写操作

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Linux驱动开发: 设备驱动开发

Linux内核版本: 3.5 一、设备介绍 是一种具有一定结构的随机存取设备,对这种设备读写进行的,他使用缓冲区来存放暂时的数据,待条件成熟后,从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区...设备是与字符设备并列的概念, 这两类设备Linux 中驱动的结构有较大差异,总体而言, 设备驱动比字符设备驱动要复杂得多,在 I/O 操作上表现出极大的不同,缓冲、 I/O 调度、请求队列等都是与设备驱动相关的概念...在Linux中,驱动对设备的输入或输出(I/O)操作,都会向设备发出一个请求,在驱动中用request结构体描述。...编写设备驱动时,使用的一些单位介绍: 1. 扇区(Sectors):任何设备硬件对数据处理的基本单位。通常,1个扇区的大小为512字节。(对设备而言) 2....我们知道,磁盘是的读写是通过机械性的移动磁头来实现读写的,理论上磁盘设备满足设备的随机读写的要求,但是出于节约磁盘,提高效率的考虑,我们希望当磁头处于某一个位置的时候,一起将最近需要写在附近的数据写入

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23.Linux-设备驱动(详解)

通过上节的设备驱动分析,本节便通过内存来模拟设备驱动 ,方便我们更加熟悉设备驱动框架 参考内核自带的设备驱动程序: drivers/block /xd.c   drivers/block /z2ram.c...char *buffer; //当前请求队列链表的申请里面的数据,用来读写扇区数据(源地址) ... ... }; 2.本节需要的函数如下: int register_blkdev...,否则为写扇区命令 3.步骤如下: 3.1在入口函数中: 1)使用register_blkdev()创建一个设备 2) blk_init_queue()使用分配一个申请队列,并赋申请队列处理函数 3)...4)使用unregister_blkdev()卸载设备 4.代码如下: #include #include #include <linux....bin文件,然后将设备里面的文件追加到.bin里面 然后进入linux的nfs挂载目录中 sudo mount -o loop ramblock.bin /mnt //挂载ramblock.bin

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Linux设备缓存之Bcache使用

Bcache简介 Bcache是Linux内核设备层cache,支持多HDD使用同一SSD作为缓存盘。它让SSD作为HDD的缓存成为了可能。...注:Bcache是从Linux-3.10开始正式并入内核主线的,因此,要使用Bcache,需要将内核升级到3.10及以上版本才行。...擦除磁盘中的超级信息: 创建Bcache后端磁盘(HDD): 创建Bcache缓存磁盘(SSD): 查看Bcache磁盘: Bcache磁盘配置 格式化Bcache磁盘并挂载 要使用bcache...(28-Dec-2013) Discarding device blocks: done Filesystem label= OS type: Linux...Bcache使用之系统配置 配置/etc/fstab /etc/fstab文件保存着Linux系统启动过程中,使用的挂载配置,文件中的每一行都对应着系统中的一个挂载点,有关fstab文件的说明,在此不做介绍

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Linux设备了解之三层结构

设备是文件系统的底层支撑,完成数据的存储和访问。设备也能脱离文件系统以螺设备的形式工作。 设备以“”为最小访问单元,可随机访问(定位寻址),逻辑上具有“通用设备层,物理磁盘,分区概念“。...设备的处理流程较为复杂,包括通用层,IO调度层和设备驱动程序的三层组织架构。 通用设备层负责将bio 到request请求的变换和组织。...物理磁盘gendisk 逻辑分区对象hd_struct 设备对象block_device 物理磁盘请求队列request_queue ~/Downloads/research/linux-5.15.4...first_minor; /*与磁盘关联的第一个次设备号*/ int minors; /* 次设备好的最大数量,没有分区的设备,此值为1 maximum number of minors...简述 Linux I/O 原理及零拷贝 iofsstat

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14.设备驱动

一、字符设备驱动与设备驱动 1、字符设备驱动:   当我们的应用层读写(read()/write())字符设备驱动时,是字节/字符来读写数据的,期间没有任何缓存区,因为数据量小,不能随机读取数据,...例如:按键、LED、鼠标、键盘等 2、设备:   设备是i/o设备中的一类, 当我们的应用层对该设备读写时,是扇区大小来读写数据的,若读写的数据小于扇区的大小,就会需要缓存区, 可以随机读写设备的任意位置处的数据...3、设备结构: 段(Segments):由若干个组成。是Linux内存管理机制中一个内存页或者内存页的一部分。 (Blocks): 由Linux制定对内核或文件系统等数据处理的基本单位。...通常由1个或多个扇区组成。(对Linux操作系统而言) 扇区(Sectors):设备的基本单位。...capacity; /*扇区数,512字节为1个扇区,描述设备容量*/ .... }; 10、所以注册一个设备驱动,需要以下步骤:   1.创建一个设备

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Linux设备全览:从字符到,揭秘每种设备的秘密

字符设备(Character Devices)字符设备是一种可以字符(字节)进行数据读写设备。这意味着数据以一个字符一个字符的形式进行传输,如键盘、鼠标或串行端口。...字符设备的特点是支持序列化的数据流,适用于需要逐字节处理数据的场合。特性:顺序访问:数据以连续流的形式进行读写。非缓存:操作直接影响设备,没有中间缓存。适用于文本数据或小量数据的快速传输。...主要用于设备如终端(TTY)、串行端口等。2. 设备(Block Devices)设备允许存储和检索固定大小的数据,如硬盘、SSD或USB驱动器。...它们是构建文件系统的基石,可以随机访问存储在设备上的任何数据。特性:随机访问:可以直接访问任何数据,不需要按顺序。缓存操作:通常操作系统会缓存设备操作,提高数据处理效率。...总结Linux设备的多样性和复杂性是Linux系统强大功能的体现。通过了解不同类型的Linux设备及其特性,开发者和系统管理员可以更有效地管理和利用这些设备,为用户提供丰富的计算体验。

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22.Linux-设备驱动之框架详细分析(详解)

本节目的:     通过分析设备驱动的框架,知道如何来写驱动 1.之前我们学的都是字符设备驱动,先来回忆一下 字符设备驱动: 当我们的应用层读写(read()/write())字符设备驱动时,是字节...,是扇区大小来读写数据的,若读写的数据小于扇区的大小,就会需要缓存区, 可以随机读写设备的任意位置处的数据,例如 普通文件(*.txt,*.c等),硬盘,U盘,SD卡, 3.设备结构: 段(Segments...是Linux内存管理机制中一个内存页或者内存页的一部分。   (Blocks):   由Linux制定对内核或文件系统等数据处理的基本单位。通常由1个或多个扇区组成。...(对Linux操作系统而言) 扇区(Sectors):设备的基本单位。...通常在512字节到32768字节之间,默认512字节 4.我们以txt文件为例,来简要分析下设备流程: 比如:当我们要写一个很小的数据到txt文件某个位置时, 由于设备写的数据是扇区为单位,但又不能破坏

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如何在 Linux 中创建虚拟或循环设备

Linux 用户可以拥有一个称为“循环设备”的虚拟设备,它将普通文件映射到虚拟,使其成为与隔离进程相关的任务的理想选择。...利用循环设备的最佳示例是 snap 包,这是一个沙盒软件解决方案,包含所有必要的依赖项并作为loop设备安装: 图片如果您有兴趣创建自己的虚拟设备,本文将一步步教你。...现在,让我们通过给定的命令验证最近创建的的大小:du -sh VirtBlock.img 图片2.创建循环设备在这一步中,我将使用该losetup实用程序在最近创建的文件中创建循环设备映射。...现在,是时候使用给定的-a选项来打印所有循环设备了:losetupsudo losetup -a图片但是您的需要有一个文件系统来创建、存储和配置该的文件,我将使用 ext4:sudo mkfs.ext4...最后使用循环设备进行隔离是一个方便的 Linux 功能。

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关于Linux性能调优中IO调优的一些笔记

即可存放应用程序要读写的文件。 当一个应用程序进行读写时,Linux内核可以在其高速缓存或缓冲区中保存文件的副本,并且可以在不访问磁盘的情况下返回被请求的信息。...iostat提供的信息细化到每个设备和每个分区从特定磁盘读写了多少个。(iostat中大小一般为512字节。)...默认信息中还包括了CPU使用情况 -k KB显示统计数据,而不是显示 -x 显示扩展性能I/O统计信息 device 若指定设备,则iostat只显示该设备的信息 interval 采样间隔时间...该项为每秒对设备/分区读写请求的次数 kB_read/s 每秒读取磁盘的速率 kB_wrtn/s 每秒写入磁盘的速率 kB_read 在时间间隔内读取的总数量 kB_wrtn 在时间间隔内写入的总数量...该项为每秒对设备/分区进行读写的次数 rd_sec/s 每秒读取的磁盘扇区数 wr_sec/s 每秒写入的磁盘扇区数 avgrq-sz 磁盘请求的平均大小(扇区计) avgqu-sz 磁盘请求队列的平均大小

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从硬件+操作系统的角度解释为什么操作系统的IO单位是磁盘

我们用旧一点的 Linux 版本验证一下,下图出自 毛德操的《Linux源代码情景分析》 在磁盘的驱动程序向磁盘相关的控制寄存器写入控制信息之后(写入起始扇区号,读还是写等信息) 能向硬盘的写入的 字(...16位)数是固定的 一个扇区的字节数,总共写入的字节数 = 扇区大小 * 2 当前语境下的 buffer_head 是 1024 字节,扇区是 512 字节,也就是磁盘 1024 字节,扇区 512...节点大小为一个磁盘,使得一次IO操作就能完成一个节点的写入,读/写一个 只用一次 中断唤醒,提高效率 关于中断程序和驱动程序的区别: 驱动程序 主要负责对硬件设备读写,因为不同硬件制造厂商制造硬件的规格各不相同...读写当然属于硬件规格的范畴,而且多事一些对控制寄存器和数据寄存器的读写操作(如果操作系统支持 in,out 指令,输入输出几乎都用in ,out) 包括写外设的某些控制寄存器,以准备读写,以及把数据写出到硬件的数据寄存器...,但是一次中断只完成了 M 个扇区的读取,这次中断只能从硬盘缓冲区拷贝 M 个缓存页到 内存 接下去的 N - M 仍然需要多个中断程序来完成 不同缓冲区可能对应连续的扇区,但是还是得缓冲区为单位操作

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聊聊Linux IO(中)

2.层,管理设备的IO队列,对IO请求进行合并、排序(还记得操作系统课程学习过的IO调度算法吗?)...3.设备层,通过DMA与内存直接交互,完成数据和具体设备之间的交互 结合这个图,想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO,这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢...然后请求继续到达设备层,在IO队列里排队,接受一系列的调度后到达设备驱动层,此时一般使用DMA方式读取相应的磁盘扇区到Cache中,然后read(2)拷贝数据到用户提供的用户态buffer中去(read...除了传统的Buffered IO可以比较自由的用偏移+长度的方式读写文件之外,mmap(2)和Direct IO均有数据页对齐的要求,Direct IO还限制读写必须是底层存储设备大小的整数倍(甚至...Linux 2.4还要求是文件系统逻辑的整数倍)。

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浅墨: 聊聊Linux IO(中)——Linux内核中的IO栈

层,管理设备的IO队列,对IO请求进行合并、排序(还记得操作系统课程学习过的IO调度算法吗?)...设备层,通过DMA与内存直接交互,完成数据和具体设备之间的交互 结合这个图,想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO,这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢...然后请求继续到达设备层,在IO队列里排队,接受一系列的调度后到达设备驱动层,此时一般使用DMA方式读取相应的磁盘扇区到Cache中,然后read(2)拷贝数据到用户提供的用户态buffer中去(read...除了传统的Buffered IO可以比较自由的用偏移+长度的方式读写文件之外,mmap(2)和Direct IO均有数据页对齐的要求,Direct IO还限制读写必须是底层存储设备大小的整数倍(甚至...Linux 2.4还要求是文件系统逻辑的整数倍)。

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Linux下驱动开发_设备驱动开发(内存模拟存储)

一、前言 设备驱动Linux下3大设备驱动框架之一,设备主要是针对存储类型的设备设计的驱动,配合文件系统完成数据存储。...所以大致总结下:设备驱动的目的是给Linux文件系统提供底层接口。 二、编写设备驱动的思路 既然学到了驱动开发,了解到设备开发。...对于flash存储设备而言,要存取数据,根据芯片的手册我们主要是封装一个写数据函数和读取函数,封装好了这两个函数才方便上层应用的调用。 对于flash而言常见的读写单位一般是页、扇区。...容量大的flash比如SD卡,读写最小单位规定为扇区。  扇区一般大小规定为512字节,那么底层要封装好的函数就是读扇区,写扇区函数。 这两个函数完成与flash空间交互,实现数据存储。...在Linux下完成块设备驱动编写,主要是要完成来至文件系统的存储请求,文件系统让你把数据存到那个扇区,你驱动就去存,文件系统让你从那个扇区读取输出来,驱动就去读取。

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第十章 磁盘管理

而一磁盘上的第一个扇区,即0号删除,被称为磁盘首扇区,英文MBR,虽然只有512B,但上面存放着本分区的分区表和引导程序相关信息。...磁道上某小区域,由于磁头的长期读写,可能会造成磁介质的排列不规范或磁性紊乱,造成无法正常读写,那么使用高格可以修复这些逻辑坏道,使其重新按照正确格式排列或磁性梳理正确。...如果一磁盘的物理坏道过多,则建议丢弃掉,因为坏道多会对磁头读写速度造成极大影响,并容易产生程序的数据丢失,致使电脑进场出现蓝屏现象。 另外,在Linux中,制作文件系统的概念即是格式化的意思。...如果我们在Linux中把某个分区windows的NTFS或FAT格式化,则在windows中便可访问了。...ugo三项中至少有一项包括x权限的文件 find /-type f ---文件类型找 f文件 d目录 l软链接 b设备 c字符设备 find / -inum 166633 ---inode

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