5.29 Block设备

📚 本节导读

学习时长: 约 25 分钟
难度级别: ⭐⭐⭐☆☆
前置知识: C 语言基础、存储基础知识、5.1 设备驱动框架、5.27 MTD 设备

🎯 学习目标

• 理解 Block 块设备的概念与设计
• 掌握 os_blk_geometry 几何信息结构体
• 掌握 os_blk_ops 操作函数表
• 理解 Block 设备与 MTD 设备的关系

一、概述

Block 设备是 OneOS 提供的块存储设备抽象层，以固定大小的块（Block）为单位进行读写操作。它通常作为 MTD 设备的上层封装，为文件系统提供标准的块设备接口。驱动源码位于 drivers/block/ 目录下，核心头文件为 block_device.h。

Block 设备框架的特点：

• 块级操作：以块为单位进行读写，块大小通常为 512 字节
• 几何信息：通过 os_blk_geometry 提供块大小和总容量
• 文件系统桥梁：为文件系统（如 FatFs、LittleFS）提供底层块设备支持
• MTD 封装：通常将 MTD 设备封装为 Block 设备

二、核心数据结构

2.1 Block 几何信息 struct os_blk_geometry

struct os_blk_geometry
{
    uint32_t block_size; /* 块大小（字节），通常 512 */
    uint64_t capacity;   /* 总容量（字节） */
};

2.2 Block 操作函数表 struct os_blk_ops

struct os_blk_ops
{
    int (*read_block)(os_blk_device_t *blk, uint32_t block_addr, uint8_t *buff, uint32_t block_nr);
    int (*write_block)(os_blk_device_t *blk, uint32_t block_addr, const uint8_t *buff, uint32_t block_nr);
};

2.3 Block 设备结构体

struct os_blk_device
{
    struct os_device         blk_dev;
    struct os_blk_geometry   geometry;
    const struct os_blk_ops *blk_ops;
    void *priv;
};

2.4 控制命令

#define OS_DEVICE_CTRL_BLK_GETGEOME    IOC_BLOCK(0) /* 获取几何信息 */
#define OS_DEVICE_CTRL_BLK_SYNC        IOC_BLOCK(1) /* 同步数据 */
#define OS_DEVICE_CTRL_BLK_AUTOREFRESH IOC_BLOCK(3) /* 自动刷新 */

三、关键 API

os_err_t block_device_register(os_blk_device_t *blk_dev, const char *name);
os_err_t block_device_unregister(os_blk_device_t *blk_dev);

四、使用示例

#include <block_device.h>

static int my_blk_read(os_blk_device_t *blk, uint32_t addr,
                        uint8_t *buff, uint32_t nr) { return nr; }
static int my_blk_write(os_blk_device_t *blk, uint32_t addr,
                         const uint8_t *buff, uint32_t nr) { return nr; }

static const struct os_blk_ops my_blk_ops = {
    .read_block = my_blk_read, .write_block = my_blk_write,
};

void block_device_init(void)
{
    static os_blk_device_t blk_dev;
    blk_dev.geometry.block_size = 512;
    blk_dev.geometry.capacity = 128 * 1024 * 1024;
    blk_dev.blk_ops = &my_blk_ops;
    block_device_register(&blk_dev, "blk0");
}

📝 本节小结

本节介绍了 Block 块设备驱动，包括块级操作、几何信息、文件系统桥梁等核心概念。

🔗 相关链接

• 5.1 设备驱动框架
• 5.27 MTD设备