Linux NVMe Driver学习笔记之7：Identify初始化及命令提交过程

2023-12-24 02:59
文章标签 linux 学习 命令 笔记 过程 提交 初始化 driver identify nvme

本文主要是介绍Linux NVMe Driver学习笔记之7：Identify初始化及命令提交过程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

这篇文章紧接上回分解，在nvme_probe函数的最后一步调用nvme_reset_work进行reset操作，nvme_reset_work的主要工作可以概括如下几个步骤：

  1. 进入nvme_reset_work函数后先检查NVME_CTRL_RESETTING标志，来确保nvme_reset_work不会被重复进入。

  2. 调用nvme_pci_enable

  3. 调用nvme_configure_admin_queue

  4. 调用nvme_init_queue

  5. 调用nvme_alloc_admin_tags

  6. 调用nvme_init_identify

  7. 调用nvme_setup_io_queues

  8. 调用nvme_start_queues/nvme_dev_add之后，接着调用nvme_queue_scan

上篇文章中，我们解析了nvme_init_queue和nvme_alloc_admin_tags的内容，本文我们接着介绍nvme_reset_work中的其他函数。

我们来看看nvme_init_identify的内容：

int nvme_init_identify(struct nvme_ctrl *ctrl)

{

struct nvme_id_ctrl *id;

u64 cap;

int ret, page_shift;

u32 max_hw_sectors;

       // 读取NVMe协议的版本号

ret = ctrl->ops->reg_read32(ctrl, NVME_REG_VS, &ctrl->vs);

if (ret) {

dev_err(ctrl->device, "Reading VS failed (%d)\n", ret);

return ret;

}

      // 读取NVMe controller寄存器CAP值

ret = ctrl->ops->reg_read64(ctrl, NVME_REG_CAP, &cap);

if (ret) {

dev_err(ctrl->device, "Reading CAP failed (%d)\n", ret);

return ret;

}

page_shift = NVME_CAP_MPSMIN(cap) + 12;

      // NVMe 1.1之后，支持subsystem Reset

if (ctrl->vs >= NVME_VS(1, 1, 0))

ctrl->subsystem = NVME_CAP_NSSRC(cap);

ret = nvme_identify_ctrl(ctrl, &id); //读取identify data

if (ret) {

dev_err(ctrl->device, "Identify Controller failed (%d)\n", ret);

return -EIO;

}

ctrl->vid = le16_to_cpu(id->vid);

ctrl->oncs = le16_to_cpup(&id->oncs);

atomic_set(&ctrl->abort_limit, id->acl + 1);

ctrl->vwc = id->vwc;

ctrl->cntlid = le16_to_cpup(&id->cntlid);

memcpy(ctrl->serial, id->sn, sizeof(id->sn));

memcpy(ctrl->model, id->mn, sizeof(id->mn));

memcpy(ctrl->firmware_rev, id->fr, sizeof(id->fr));

if (id->mdts)

max_hw_sectors = 1 << (id->mdts + page_shift - 9);

else

max_hw_sectors = UINT_MAX;

ctrl->max_hw_sectors =

min_not_zero(ctrl->max_hw_sectors, max_hw_sectors);

nvme_set_queue_limits(ctrl, ctrl->admin_q);

ctrl->sgls = le32_to_cpu(id->sgls);

ctrl->kas = le16_to_cpu(id->kas);

if (ctrl->ops->is_fabrics) {

.... // NVMe over fabrics内容省略

}

} else {

ctrl->cntlid = le16_to_cpu(id->cntlid);

}

kfree(id);

return ret;

}

从上面的code来看，主要做了两部分的工作:

  1. 调用nvme_identify_ctrl读取identify data.

  2. 调用nvme_set_queue_limits设置queue write cache的大小.

先看一下nvme_identify_ctrl的代码：

int nvme_identify_ctrl(struct nvme_ctrl *dev, struct nvme_id_ctrl **id)

{

struct nvme_command c = { };

int error;

/* gcc-4.4.4 (at least) has issues with initializers and anon unions */

c.identify.opcode = nvme_admin_identify;

c.identify.cns = cpu_to_le32(NVME_ID_CNS_CTRL);

*id = kmalloc(sizeof(struct nvme_id_ctrl), GFP_KERNEL);

if (!*id)

return -ENOMEM;

error = nvme_submit_sync_cmd(dev->admin_q, &c, *id,

sizeof(struct nvme_id_ctrl));

if (error)

kfree(*id);

return error;

}

首先，nvme_identify_ctrl函数先建立identify Command(opcode=0x6), 

Identify Command下发后返回的是4KB的Identify Data Structure, 这个data structure可以描述controller，也可以描述namespace, 具体是描述什么要取决于CNS(Controller or Namespace Structure) byte. 

  • CNS=0x00h，代表描述的是Namespace data structure;

  • CNS=0x01h，代表描述的是Controller data structure;

  • CNS=0x02h，代表描述的是Namespace list;

上面代码中，我们可以看到在赋值c.identify.cns时，采用了cpu_to_le32这样的函数，因为在nvme协议里规定的一些消息格式都是按照小端存储的，但是我们的主机可能是小端的x86，也可能是大端的arm或者其他类型，用了这样的函数就可以做到主机格式和小端之间的转换，让代码更好得跨平台，这也是Linux系统强大的地方。

c.identify.cns = cpu_to_le32(NVME_ID_CNS_CTRL);

nvme_identify_ctrl函数已经建立了Identify Command，驱动是怎么提交这个admin command呢？实际上，admin command的提交过程主要调用了nvme_submit_sync_cmd函数，但最终调用的函数是__nvme_submit_sync_cmd:

int __nvme_submit_sync_cmd(struct request_queue *q, struct nvme_command *cmd,

union nvme_result *result, void *buffer, unsigned bufflen,

unsigned timeout, int qid, int at_head, int flags)

{

struct request *req;

int ret;

req = nvme_alloc_request(q, cmd, flags, qid);

if (IS_ERR(req))

return PTR_ERR(req);

req->timeout = timeout ? timeout : ADMIN_TIMEOUT;

if (buffer && bufflen) {

ret = blk_rq_map_kern(q, req, buffer, bufflen, GFP_KERNEL);

if (ret)

goto out;

}

blk_execute_rq(req->q, NULL, req, at_head);

if (result)

*result = nvme_req(req)->result;

ret = req->errors;

 out:

blk_mq_free_request(req);

return ret;

}

从上面的代码，可以看到nvme_submit_sync_cmd函数的执行过程主要有三步：

  1. 调用nvme_alloc_request函数，进一步调用blk_mq_alloc_request_hctx申请一个request_queue, 并完成相应的初始化；

  2. 如果buffer & bufflen不为0,则说明这次nvme admin命令需要传输数据,既然需要传输数据,就需要得到bio的支持, 那么就调用blk_rq_map_kern完成request queue与bio以及bio与内核空间buffer的关联。毕竟block layer并不认识内核空间或者用户空间，而只认识bio。

  3. 第三步是最后一步，也是最关键的一步。调用blk_excute_rq实现最终的命令发送。

我们先看看nvme_alloc_request的代码：

struct request *nvme_alloc_request(struct request_queue *q,

struct nvme_command *cmd, unsigned int flags, int qid)

{

struct request *req;

if (qid == NVME_QID_ANY) {

req = blk_mq_alloc_request(q, nvme_is_write(cmd), flags);

} else {

req = blk_mq_alloc_request_hctx(q, nvme_is_write(cmd), flags,

qid ? qid - 1 : 0);

}

if (IS_ERR(req))

return req;

req->cmd_type = REQ_TYPE_DRV_PRIV;

req->cmd_flags |= REQ_FAILFAST_DRIVER;

nvme_req(req)->cmd = cmd;

return req;

}

如上述代码显示，blk_mq_alloc_request_hctx申请一个request_queue并初始化之后，cmd参数，在这里也就是Identify command会传递给nvme_req。

我们再看看最关键的blk_excute_rq的代码:

int blk_execute_rq(struct request_queue *q, struct gendisk *bd_disk,

   struct request *rq, int at_head)

{

DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(wait);

char sense[SCSI_SENSE_BUFFERSIZE];

int err = 0;

unsigned long hang_check;

if (!rq->sense) {

memset(sense, 0, sizeof(sense));

rq->sense = sense;

rq->sense_len = 0;

}

rq->end_io_data = &wait;

blk_execute_rq_nowait(q, bd_disk, rq, at_head, blk_end_sync_rq);

/* Prevent hang_check timer from firing at us during very long I/O */

hang_check = sysctl_hung_task_timeout_secs;

if (hang_check)

while (!wait_for_completion_io_timeout(&wait, hang_check * (HZ/2)));

else

wait_for_completion_io(&wait);

if (rq->errors)

err = -EIO;

if (rq->sense == sense) {

rq->sense = NULL;

rq->sense_len = 0;

}

return err;

}

调用blk_execute_rq_nowait函数将request插入执行队列，调用wait_for_completion_io等待命令的完成。

 

这篇关于Linux NVMe Driver学习笔记之7：Identify初始化及命令提交过程的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/530352。

相关文章

linux hostname设置全过程

linux hostname设置全过程

《linuxhostname设置全过程》：本文主要介绍linuxhostname设置全过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录查询hostname设置步骤其它相关点hostid/etc/hostsEDChina编程A工具license破解注意事项总结以RHE
阅读更多...
Java进程异常故障定位及排查过程

Java进程异常故障定位及排查过程

《Java进程异常故障定位及排查过程》：本文主要介绍Java进程异常故障定位及排查过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、故障发现与初步判断1. 监控系统告警2. 日志初步分析二、核心排查工具与步骤1. 进程状态检查2. CPU 飙升问题3. 内存
阅读更多...
Linux中压缩、网络传输与系统监控工具的使用完整指南

Linux中压缩、网络传输与系统监控工具的使用完整指南

《Linux中压缩、网络传输与系统监控工具的使用完整指南》在Linux系统管理中,压缩与传输工具是数据备份和远程协作的桥梁,而系统监控工具则是保障服务器稳定运行的眼睛,下面小编就来和大家详细介绍一下它... 目录引言一、压缩与解压：数据存储与传输的优化核心1. zip/unzip：通用压缩格式的便捷操作2.
阅读更多...
SpringBoot整合liteflow的详细过程

SpringBoot整合liteflow的详细过程

《SpringBoot整合liteflow的详细过程》：本文主要介绍SpringBoot整合liteflow的详细过程,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋...  liteflow 是什么？ 能做什么？总之一句话：能帮你规范写代码逻辑 ，编排并解耦业务逻辑，代码
阅读更多...
Java中调用数据库存储过程的示例代码

Java中调用数据库存储过程的示例代码

《Java中调用数据库存储过程的示例代码》本文介绍Java通过JDBC调用数据库存储过程的方法,涵盖参数类型、执行步骤及数据库差异,需注意异常处理与资源管理,以优化性能并实现复杂业务逻辑,感兴趣的朋友... 目录一、存储过程概述二、Java调用存储过程的基本javascript步骤三、Java调用存储过程示
阅读更多...
Linux中SSH服务配置的全面指南

Linux中SSH服务配置的全面指南

《Linux中SSH服务配置的全面指南》作为网络安全工程师,SSH（SecureShell）服务的安全配置是我们日常工作中不可忽视的重要环节,本文将从基础配置到高级安全加固,全面解析SSH服务的各项参... 目录概述基础配置详解端口与监听设置主机密钥配置认证机制强化禁用密码认证禁止root直接登录实现双因素
阅读更多...
MySQL中的InnoDB单表访问过程

MySQL中的InnoDB单表访问过程

《MySQL中的InnoDB单表访问过程》：本文主要介绍MySQL中的InnoDB单表访问过程,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1、背景2、环境3、访问类型【1】const【2】ref【3】ref_or_null【4】range【5】index【6】
阅读更多...
浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程

浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程

《浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程》Cursor简易注册助手脚本通过自动化邮箱填写和验证码获取流程,大大简化了Cursor的注册过程,它不仅提高了注册效率,还通过友好的用户界面和详细... 目录前言功能概述使用方法安装脚本使用流程邮箱输入页面验证码页面实战演示技术实现核心功能实现1. 随机
阅读更多...
在Linux终端中统计非二进制文件行数的实现方法

在Linux终端中统计非二进制文件行数的实现方法

《在Linux终端中统计非二进制文件行数的实现方法》在Linux系统中,有时需要统计非二进制文件（如CSV、TXT文件）的行数,而不希望手动打开文件进行查看,例如,在处理大型日志文件、数据文件时,了解... 目录在linux终端中统计非二进制文件的行数技术背景实现步骤1. 使用wc命令2. 使用grep命令
阅读更多...
postgresql数据库基本操作及命令详解

postgresql数据库基本操作及命令详解

《postgresql数据库基本操作及命令详解》本文介绍了PostgreSQL数据库的基础操作,包括连接、创建、查看数据库,表的增删改查、索引管理、备份恢复及退出命令,适用于数据库管理和开发实践,感兴... 目录1. 连接 PostgreSQL 数据库2. 创建数据库3. 查看当前数据库4. 查看所有数据库
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2