基于ARM920T微處理器的IDE硬盤接口設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

5.2

打開設(shè)備

打開塊設(shè)備的操作與打開普通文件的操作基本相同。

(1)在當(dāng)前進(jìn)程的文件描述符表中為打開文件找一個空位，申請一塊內(nèi)存，用于建立新文件的打開文件對象，即結(jié)構(gòu)file。

(2)解析設(shè)備特殊文件名，獲得其VFSinode和dentry結(jié)構(gòu)，根據(jù)dentry結(jié)構(gòu)填寫file結(jié)構(gòu)，尤其是將file結(jié)構(gòu)的f_op域設(shè)為其VFSinode中的缺省文件操作。

(3)執(zhí)行該文件操作集中的open操作，即blkdev_open，它根據(jù)設(shè)備特殊文件的主次設(shè)備號從blkdevs向量表中取出已經(jīng)注冊的文件操作集(file_operations)fops，用該結(jié)構(gòu)代替file結(jié)構(gòu)中的f_op域。

(4)執(zhí)行中新文件操作集中的open操作，即bl帶頭kdev_open，它根據(jù)VFS

inode中的i_rdev域查找數(shù)組ide_hwifsp[]，從中找出該IDE硬盤所對應(yīng)的ide_drive_t結(jié)構(gòu)；如果ide_drive_t結(jié)構(gòu)中注冊有驅(qū)動程序，執(zhí)行驅(qū)動程序集中的open操作。

(5)將打開文件對象插入到當(dāng)前進(jìn)程的文件描述符表中，返回文件描述符，即打開文件對象在進(jìn)程文件描述符表中的索引。

5.3

設(shè)備I/O操作

讀寫塊設(shè)備時要用到塊緩沖區(qū)(bufer)，對bufer的管理采用BuferCache機(jī)制。它管理bufer的創(chuàng)建、撤銷、回收、查找、更新等，同時還要與系統(tǒng)中的其它部分(如文件系統(tǒng)、內(nèi)存管理等)交互。Linux將Buffer

Cache從塊設(shè)備驅(qū)動程序中獨(dú)立出來，作為對塊設(shè)備讀寫的通用機(jī)制，所以對塊設(shè)備的讀、寫、同步等操作采用的都是由操作系統(tǒng)提供的公共函數(shù)，一般為block_read()和block_write()。

為了減少對塊設(shè)備操作的次數(shù)，讀寫塊設(shè)備時采用延遲操作，盡量將多個讀寫操作合并，所以操作請求不是馬上遞交給物理設(shè)備，而是提供了一種手段記錄每次的請求(request)，并為每類塊設(shè)備提供一個請求隊(duì)列用來排隊(duì)、合并、重組對該塊設(shè)備的請求。

當(dāng)需要從硬盤讀時，block_read()函數(shù)首先查找Buffer Cache

如果在其中能找到需要的buffer，則立刻返回：否則，生成一個讀請求，并將其加入相應(yīng)的請求隊(duì)列排隊(duì)。

當(dāng)需要向硬盤寫時，block_write()為此次寫操作生成一個buffer，而后生成一個寫請求，并將其加入相應(yīng)的請求隊(duì)列排隊(duì)。

塊設(shè)備驅(qū)動程序提供了一個請求處理函數(shù)，對硬盤而言是函數(shù)do_rw_disk。在適當(dāng)?shù)臅r候，硬盤的請求處理函數(shù)啟動，do_rw_disk處理在請求隊(duì)列上排隊(duì)的請求，通過向硬盤發(fā)出讀、寫命令完成對設(shè)備的真正操作。其偽代碼如下：

C程序

5.4 釋放設(shè)備

由設(shè)備驅(qū)動程序中的release操作完成，一般完成與打開設(shè)備相反的動作：釋放打開設(shè)備特殊文件時在file結(jié)構(gòu)上所創(chuàng)建的私有結(jié)構(gòu)；如果是最后一個設(shè)備的釋放，則從硬件上關(guān)閉設(shè)備。

6 結(jié)束語

通過上述方法對IDE硬盤接口的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，我們可以在S3C2410開發(fā)板上安全自由地對硬盤上的各種文件系統(tǒng)進(jìn)行訪問，由于采用DMA方式，可以滿足用戶對速率的要求。