5 软件实现
硬盘驱动程序实现分为初始化、打开设备、设备I/O操作和释放设备等几部分。
5.1 硬盘初始化
与X86不同，在ARM 体系结构中，对内存和外设的访问使用统一的指令，所以要对外设地址进行内存映射。也就是说，通过一张表将I/O地址映射到内存空间中来，这部分工作是在系统初始化期间完成的。
在IDE子系统初始化期间，Linux系统一旦发现一个IDE控制器，就设置它的ide_hwif_t结构来反映这个控制器和与之相连的磁盘；向Linux的VFS登记每一个控制器，并分别把它加到blk_dev和blkdevs向量表中；请求控制适当的IRQ中断(主IDE控制器是14，次IDE控制器是15)和I/O空间(主控制器0x1f0，次控制器0x170)：为每一个找到的IDE控制器在gendisk列表中增加一个条目。
IDE硬盘的初始化工作由idedisk_init完成：
(1)在数组ide_hwifs中找出已登记得各IDE控制器控制的所有IDE硬盘(一个控制器最多控制两个硬盘)，每个IDE硬盘对应一个ide_drive_t结构。
(2)对找到的每个IDE硬盘，调用函数ide_register_subdriver填写各IDE硬盘结构中的相关信息域，主要是填写其驱动程序结构ide_driver_t。硬盘驱动中的函数do_rw_disk通过向磁盘控制寄存器写参数启动磁盘操作，完成真正的数据读写。
(3)对找到的每个IDE硬盘，调用函数idedisk_setup进一步设置其ide_drive_t结构，包括设置该结构的settings域、doorlocking域、cyl、head、sect域、id域等。
5.2 打开设备
打开块设备的操作与打开普通文件的操作基本相同。
(1)在当前进程的文件描述符表中为打开文件找一个空位，申请一块内存，用于建立新文件的打开文件对象，即结构file。
(2)解析设备特殊文件名，获得其VFS inode和dentry结构，根据dentry结构填写file结构，尤其是将file结构的f_op域设为其VFS inode中的缺省文件操作。
(3)执行该文件操作集中的open操作，即blkdev_open，它根据设备特殊文件的主次设备号从blkdevs向量表中取出已经注册的文件操作集(file_operations)fops，用该结构代替file结构中的f_op域。
(4)执行中新文件操作集中的open操作，即bl带头kdev_open，它根据VFS inode中的i_rdev域查找数组ide_hwifsp[]，从中找出该IDE硬盘所对应的ide_drive_t结构；如果ide_drive_t结构中注册有驱动程序，执行驱动程序集中的open操作。
(5)将打开文件对象插入到当前进程的文件描述符表中，返回文件描述符，即打开文件对象在进程文件描述符表中的索引。
5.3 设备I/O操作
读写块设备时要用到块缓冲区(bufer)，对bufer的管理采用BuferCache机制。它管理bufer的创建、撤销、回收、查找、更新等，同时还要与系统中的其它部分(如文件系统、内存管理等)交互。Linux将Buffer Cache从块设备驱动程序中独立出来，作为对块设备读写的通用机制，所以对块设备的读、写、同步等操作采用的都是由操作系统提供的公共函数，一般为block_read()和block_write()。
为了减少对块设备操作的次数，读写块设备时采用延迟操作，尽量将多个读写操作合并，所以操作请求不是马上递交给物理设备，而是提供了一种手段记录每次的请求(request)，并为每类块设备提供一个请求队列用来排队、合并、重组对该块设备的请求。
当需要从硬盘读时，block_read()函数首先查找Buffer Cache 如果在其中能找到需要的buffer，则立刻返回：否则，生成一个读请求，并将其加入相应的请求队列排队。
当需要向硬盘写时，block_write()为此次写操作生成一个buffer，而后生成一个写请求，并将其加入相应的请求队列排队。
块设备驱动程序提供了一个请求处理函数，对硬盘而言是函数do_rw_disk。在适当的时候，硬盘的请求处理函数启动，do_rw_disk处理在请求队列上排队的请求，通过向硬盘发出读、写命令完成对设备的真正操作。其伪代码如下：
01 DO_RW_DISK(COMMAND)
02 {
03 Set_Registers();
04 if(COMMAND=READ){
05 Set read_intr as interrupt process function
06 Send WIN_READ or WIN_MULTREAD command to Command register
07 }
08 if(COMMAND=WRITE){
09 Send WIN_WRITE or WIN_MULTWRITE command to Command register
10 Get the status of Status register and set DRQ bit
11 Set write intr as interrupt process function
12 Senddatato buferin thedisk
13 }
14 }
5.4 释放设备
由设备驱动程序中的release操作完成，一般完成与打开设备相反的动作：释放打开设备特殊文件时在file结构上所创建的私有结构；如果是最后一个设备的释放，则从硬件上关闭设备。
6 结束语
通过上述方法对IDE硬盘接口的设计与实现，我们可以在S3C2410开发板上安全自由地对硬盘上的各种文件系统进行访问，由于采用DMA方式，可以满足用户对速率的要求。
