Linux那些事儿之我是Block层(3)驱动不过一出戏,内存申请为哪般?

下一个函数,alloc_disk().在sd.c中咱们传递进来的参数是16.

720 struct gendisk *alloc_disk(int minors)
721 {
722 return alloc_disk_node(minors, -1);
723 }
724
725 struct gendisk *alloc_disk_node(int minors, int node_id)
726 {
727 struct gendisk *disk;
728
729 disk = kmalloc_node(sizeof(struct gendisk), GFP_KERNEL, node_id);
730 if (disk) {
731 memset(disk, 0, sizeof(struct gendisk));
732 if (!init_disk_stats(disk)) {
733 kfree(disk);
734 return NULL;
735 }
736 if (minors > 1) {
737 int size = (minors - 1) * sizeof(struct hd_struct *);
738 disk->part = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node_id);
739 if (!disk->part) {
740 kfree(disk);
741 return NULL;
742 }
743 memset(disk->part, 0, size);
744 }
745 disk->minors = minors;
746 kobj_set_kset_s(disk,block_subsys);
747 kobject_init(&disk->kobj);
748 rand_initialize_disk(disk);
749 INIT_WORK(&disk->async_notify,
750 media_change_notify_thread);
751 }
752 return disk;
753 }

因此我们做的事情就是申请了一个struct gendisk结构体.毫无疑问,这个结构体是我们这个故事中最重要的结构体之一,来自include/linux/genhd.h:

113 struct gendisk {
114 int major; /* major number of driver */
115 int first_minor;
116 int minors; /* maximum number of minors, =1 for
117 * disks that can't be partitioned. */
118 char disk_name[32]; /* name of major driver */
119 struct hd_struct **part; /* [indexed by minor] */
120 int part_uevent_suppress;
121 struct block_device_operations *fops;
122 struct request_queue *queue;
123 void *private_data;
124 sector_t capacity;
125
126 int flags;
127 struct device *driverfs_dev;
128 struct kobject kobj;
129 struct kobject *holder_dir;
130 struct kobject *slave_dir;
131
132 struct timer_rand_state *random;
133 int policy;
134
135 atomic_t sync_io; /* RAID */
136 unsigned long stamp;
137 int in_flight;
138 #ifdef CONFIG_SMP
139 struct disk_stats *dkstats;
140 #else
141 struct disk_stats dkstats;
142 #endif
143 struct work_struct async_notify;
144 };

因为minors我们给的是16,所以736行的if语句肯定是满足的.于是size等于15个sizeof(struct hd_struct *),而part我们看到是struct hd_struct的二级指针,这里我们看到kmalloc_node(),这个函数中的node/node_id这些概念指的是NUMA技术中的节点,对于咱们这些根本就不会接触NUMA的人来说kmalloc_node()就等于kmalloc(),因此这里做的就是申请内存并且初始化为0.要说明的一点是,part就是partition的意思,日后它将扮演我们常说的分区的角色.
然后,disk->minors设置为了16.
746行,kobj_set_kset_s(),block_subsys是我们前面注册的子系统,从数据结构来说,它的定义如下,来自block/genhd.c:

20 struct kset block_subsys;

其实也就是一个struct kset.而这里的kobj_set_kset_s的作用就是让disk对应kobject的kset等于block_subsys.也就是说让kobject找到它的kset.(如果你还记得当初我们在我是Sysfs中分析的kobject和kset的那套理论的话,你不会不明白这里的意图.)而kobject_init()初始化一个kobject,这个函数通常就是出现在设置了kobject的kset之后.
网友”暗恋未遂”打断了我,他说这行代码并不是定义一个结构体.它更像是一个声明,而不像是定义.我仔细一看,似乎真的是的,这里的确是声明,而定义并不在这里,Linux内核代码的确是虚虚实实真真假假,一不小心就会看走眼,写代码的哥们儿果然是深谙兵不厌诈的道理.但愿他们只是借此表达他们对现实社会的不满吧,毕竟在这年头,只有假货是真的,别的都是假的.那么定义在哪里呢?同一个文件中:

610 decl_subsys(block, &ktype_block, &block_uevent_ops);

这个decl_subsys来自include/linux/kobject.h:

173 #define decl_subsys(_name,_type,_uevent_ops) /
174 struct kset _name##_subsys = { /
175 .kobj = { .name = __stringify(_name) }, /
176 .ktype = _type, /
177 .uevent_ops =_uevent_ops, /
178 }

结合这个宏的定义,我们知道,我们等效于做了下面这么一件事情:

174 struct kset block_subsys = { /
175 .kobj = { .name = __stringify(block) }, /
176 .ktype = &ktype_block, /
177 .uevent_ops = &block_uevent_ops, /
178 }

正是因为有了这么一个定义,正是因为这里我们把”block”给了block_subsys的kobj的name成员,所以当我们在block子系统初始化的时候调用subsystem_register(&block_subsys)之后,我们才会在/sys/目录下面看到”block”子目录.

localhost:~ # ls /sys/
block bus class devices firmware fs kernel module power

749行,初始化一个工作队列.到时候用到了再来看.
至此,alloc_disk_node就将返回,从而alloc_disk也就返回了.