Linux Scsi子系统框架介绍 _Linux

scsi是一套古老的协议，至今它还在一些硬件中存在和使用，例如基于sata协议的ssd硬盘， ufs器件等。因为scsi命令已经标准化，因此scsi子系统也成为了linux kernel众多子系统中的一份子。

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这篇文章以抽象硬件模型，引申出linux scsi子系统的设计框架。
一、硬件建模以下描述：

硬件层面的总线或者控制器，在文档里称之为总线或者控制器；硬件层面的设备在文档里称之为设备。
软件层面的总线，在文档里称之为bus ，对应着structbus_type类型；软件层面的设备称之为device ，对应着struce device类型。

linux内部的任何大的驱动子系统（例如mmc ， scsi ， pcie ， usb等等）都是以硬件对象为基础设计的，包括

硬件各级设备的睡眠和唤醒顺序，决定了软件上的设备父子关系。例如sd ， emmc先sleep ， sdio才能sleep 。
硬件上的连接关系决定了软件上扫描顺序。例如pcie现有rc虚拟bridge ，再扫描一级总线上的各种外设，扫到了bridge才能再递归扫描下一级总线上的外设。
硬件总线上传输的信息的封装方式，决定了多级设备的驱动，各自处理的范围。例如ufs驱动负责upiu等等处理， scsi子系统负责scsi命令的处理。

因此了解linux scsi子系统前，需要先了解scsi硬件拓扑模型
硬件模型：

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上面这张图是一个抽象的scsi子系统的硬件拓扑图。图上：

soc芯片内部有host(0),host(1)...host(k)这些有scsi功能的控制器。
这些host分别连接着片外的scsi设备device(0)...device(k)外设。为了形象点， host(1)没有接任何scsi外设。
每个device内部有若干个channel ，每个channel下面有若干个id ，每个id下面有若干个lun 。
这些lun就是可以接受scsi命令的实体，例如可以是硬盘， cdrom ，磁带等等，也可以是一些可以接收特殊scsi命令的wlun 。

下面分别详细介绍：
1. Host(0-k)

表示可以发送和接收scsi命令的控制器。图示中的host(0) ， host(1)是一个示意图，框图以描述host(k)为主
一个控制器对应一个外设；也可以不接任何外设。

注意：需要说明的是，现实硬件里看不到任何纯scsi控制器；例如ufs的scsi命令是ufs控制器通过upiu传送和接收的， upiu是在mipi总线上传送的物理信息，而scsi则是cmd upiu中的字段。再例如usb U盘，也是类似情况。
因此这里的host(0),host(1)...host(k)是一个控制器抽象描述，真实的控制器可以是ufs、usb上接着的硬盘控制器(这个应该画在soc外面)或者pcie上挂着的硬盘控制器(这个也应该画在soc外面) 。
2. device(0-k)图示中，例子device(0)是连接到host(0)控制器上的外设；device(k)是连接到host(k)控制器上的外设。外设可以是硬盘，光驱， ufs等。
注意：
Host和device之间的连接方式用了一个双箭头表示，它是一个抽象描述，代表scsi命令通道。

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Scsi只是一个协议，因此各种五花八门的控制器都可以使用scsi进行交互。因此这个“通道”是借助各种控制器的驱动来完成的。有点像协议分层， scsi类似于协议层，而物理层，链路层则交给了各种控制器去完成。
在软件上， linux scsi子系统发送和接收的任何scsi命令都是由底层物理设备对应的驱动程序完成的，例如可以通过usb某个子设备驱动或者通过ufs驱动去实现scsi命令传输
3. channel+id