Структурная схема и алгоритм функционирования модуля
По сути, модуль является приложением пользователя, функционирующим под управлением операционной системы Linux. Структурная схема модуля показана на рис. 1.
В состав модуля входят следующие структурные элементы:
- эмулятор драйвера блочного устройства (жесткого диска) (далее драйвер жесткого диска);
- эмулятор драйвера файловой системы ext2 (далее драйвер файловой системы);
- подсистема ввода/вывода (I/O);
- таблица блочных устройств (ТБУ).
Адресное пространство процесса условно разделено на адресное пространство ядра и адресное пространство пользователя.
В UNIX-системах доступ к устройству на уровне пользователя выполняется через файл устройства, атрибутами которого являются старший и младший номера устройства. Старший номер указывает, к какому классу (типу) относится устройство, младший номер используется для непосредственной адресации устройства определенного типа. В нашем примере мы будем следовать этой традиции. Все АТА-устройства (жесткие диски с интерфейсом АТА) имеют единый старший номер, и обслуживаются одним драйвером. Младший номер определяет, к какому именно устройству драйвер должен обратиться для считывания/записи данных, т.к. к системе может быть подключено четыре АТА-устройства. Младший номер устройства - это 32-х разрядное число следующего формата:
0x00000XYY,
где X - номер канала (устройства)
YY - номер раздела на устройстве. Если этот номер равен нулю, драйвер будет обращаться к физическому устройству (RAW-режим), расположенному на канале X.
Как видно из схемы, все обращения к драйверу жесткого диска со стороны драйвера файловой системы выполняются через подсистему I/O.
В структуре драйвера блочного устройства определены следующие функции:
- функция инициализации и регистрации устройства в системе;
- функция, принимающая запросы подсистемы ввода/вывода (подсистема I/O) на чтение/запись данных (функция-диспетчер);
- функции чтения/записи данных
Перед обращением к драйверу выполняется его инициализацию. Команда инициализации поступает из подсистемы I/O. Во время инициализации драйвер выполняет следующие действия:
