linux4．3．2 塊設備驅動簡析

最近比較閑，準備玩玩xilinx的SoC，但又由于預算不夠，買不起ZedBoard，所以最后入手了Z-Turn這塊板子。它是米爾科技設計的，板子整體是蠻漂亮的，就是軟資源不足——不能很好地玩轉啊，這是個硬傷。過年在家，閑的無聊，就準備研究一下以前 一直想了解的linux中塊設備的驅動架構，好吧扯了很多廢話，讓我們進入正題吧。

z-turn這塊板子上，系統(tǒng)可以從SPI flash或者TF卡中啟動，我們來看一下它的uboot env中與從tf卡啟動的相關的部分（此處省去不相關的東西）：root=/dev/mmcblk0p2。從此我們知道系統(tǒng)是從編號為0的塊設備的part2區(qū)域去加載linux的根文件系統(tǒng)的，很多人可能理解為什么是編號為0的塊設備，但可能會對為什么會是part2區(qū)域產(chǎn)生一定的疑惑。

對此，我是這樣理解的：TF卡和電腦的硬盤一樣，可以分成幾個partions（C盤、D盤......）。在linux里面識別為 mmcblkxpy，其中x是mmc設備的編號，y是partion的編號。比如插入一塊tf卡，識別為0號，就是mmcblk0。在本系統(tǒng)中具體分區(qū)如下圖所示：

圖1.1

可以看出TF卡分成了2個分區(qū)，第一個是fat32格式的文件系統(tǒng)分區(qū)，linux會識別為mmcblk0p1，第二個是ext4文件系統(tǒng)的分區(qū)，linux會識別為mmcblk0p2。一般來說沒有特殊的軟件支持，windows系統(tǒng)只識別第一個分區(qū)，不信話你可以吧TF通過讀卡器，插到電腦上試試，是可以識別fat32的分區(qū)，也就是說，你是可以拷貝來更新uboot、linux等文件的。當然你如果使用專用的軟件，你也可以去更新ext4文件系統(tǒng)，在本系統(tǒng)中ext4里面就是ubuntu。

好了，前戲結束了，讓我們進一步跟進，開始討論這個mmcblk0是怎么在內(nèi)核中被注冊。首先我們當然想到了函數(shù)（省去了具體代碼）：
int register_blkdev(unsigned int major, const char *name)
{
1. 從全局變量數(shù)組major_names找到一個是NULL（空閑）的成員
2. 通過參數(shù)major和那么，構造并初始化一個blk_major_name類型的對象p
3. 檢查major_name中是否有major相同的，如果有就挑選出來，并把對象p填充到該數(shù)組中
}

大家可能發(fā)現(xiàn)了，注冊了不也是什么功能都實現(xiàn)不了嗎？對啊，很多注冊函數(shù)本來就是這個樣子，為了混個臉熟，占個位子嘛！

我們打開設備樹文件linux-xlnx/arch/arm/boot/dts/zynq-7000.dtsi。通過搜索關鍵詞sdhci，可以搜索到TF卡的設備驅動的節(jié)點部分，源碼如下：
sdhci0: sdhci@e0100000 {
compatible = "arasan,sdhci-8.9a";
status = "disabled";
clock-names = "clk_xin", "clk_ahb";
clocks = , ;
interrupt-parent = ;
interrupts = ;
reg = ;
};
我們都知道，linux啟動以后，系統(tǒng)過通過dts去生成各個設備驅動，并通過這些設備驅動去probe平臺驅動，此處也是一樣，它肯定對應了一個平臺驅動，源碼位于：linux-xlnx/drivers/mmc/host/sdhci-of-arasan.c。大家可能會疑問為什么是arasan，而不是xilinx呢？我查看了下，arasan這是一家可以提供各種SDIO、SPI等可以連接MMC/eMMC存儲設備的接口的IP核的公司，xilixn估計就是用的它的IP核，畢竟方便易用好移植嗎。

通過不停得追蹤，發(fā)現(xiàn)此處注冊一個設備驅動有如下的函數(shù)滴啊用關系：sdhci_arasan_probe->sdhci_add_host->mmc_add_host->device_add，順利地把這個設備注冊到了系統(tǒng)中。device_add？為什么不是device_register，該設備驅動驅動是在哪里被構造的？好回去繼續(xù)找吧！函數(shù)調(diào)用關系如下：sdhci_arasan_probe->sdhci_pltfm_init->sdhci_alloc_host->mmc_alloc_host，就是這個函數(shù)里面構造了這個設備驅動；大家閱讀的時候可能發(fā)現(xiàn)了，設備的是名字是"mmc%d"，轉換出來就是"mmc0","mmc1"......和設備"mmcblk0p2"有一毛錢關系啊，突然感覺失去了線索。但是想想我們這里也只是注冊了一個mmc驅動，和block驅動還是很大的區(qū)別的吧！所以呢我覺得這應該就是個設備驅動，需要通過總線（應該就是MMC總線了）去match正真的驅動——塊設備驅動。

在文件linux-xlnx/drivers/mmc/card/block.c中我找了函數(shù)mmc_blk_init，該函數(shù)被module_init引用，應該是驅動入口函數(shù)了，我們看看它具體是干嘛的。先通過register_blkdev(MMC_BLOCK_MAJOR, "mmc")注冊了一個名字是mmc的塊設備；接著通過mmc_register_driver(&mmc_driver)這個mmc設備驅動，這是里面最重要的函數(shù)。

int mmc_register_driver(struct mmc_driver *drv)
{
drv->drv.bus = &mmc_bus_type;
return driver_register(&drv->drv);
}

主要就是吧該驅動注冊到mmc總線上面去。再次通過層層追蹤，發(fā)現(xiàn)mmc_blk_probe->mmc_blk_alloc->mmc_blk_alloc_req->snprintf(md->disk->disk_name, sizeof(md->disk->disk_name), "mmcblk%d%s", md->name_idx, subname ? subname : "")將某設備的名字配置成了"mmcblk%d%s"，終于找到它了。