最近比較閑，準(zhǔn)備玩玩xilinx的SoC，但又由于預(yù)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(shè)計(jì)的，板子整體是蠻漂亮的，就是軟資源不足——不能很好地玩轉(zhuǎn)啊，這是個(gè)硬傷。過年在家，閑的無聊，就準(zhǔn)備研究一下以前 一直想了解的linux中塊設(shè)備的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，好吧扯了很多廢話，讓我們進(jìn)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(dòng)，我們來看一下它的uboot env中與從tf卡啟動(dòng)的相關(guān)的部分（此處省去不相關(guān)的東西）：root=/dev/mmcblk0p2。從此我們知道系統(tǒng)是從編號(hào)為0的塊設(shè)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(hào)為0的塊設(shè)備，但可能會(huì)對(duì)為什么會(huì)是part2區(qū)域產(chǎn)生一定的疑惑。

對(duì)此，我是這樣理解的：TF卡和電腦的硬盤一樣，可以分成幾個(gè)partions（C盤、D盤......）。在linux里面識(shí)別為 mmcblkxpy，其中x是mmc設(shè)備的編號(hào)，y是partion的編號(hào)。比如插入一塊tf卡，識(shí)別為0號(hào)，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(gè)分區(qū)，第一個(gè)是fat32格式的文件系統(tǒng)分區(qū)，linux會(huì)識(shí)別為mmcblk0p1，第二個(gè)是ext4文件系統(tǒng)的分區(qū)，linux會(huì)識(shí)別為mmcblk0p2。一般來說沒有特殊的軟件支持，windows系統(tǒng)只識(shí)別第一個(gè)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(shí)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(dāng)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(jié)束了，讓我們進(jìn)一步跟進(jìn)，開始討論這個(gè)mmcblk0是怎么在內(nèi)核中被注冊。首先我們當(dāng)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(gè)是NULL（空閑）的成員
2. 通過參數(shù)major和那么，構(gòu)造并初始化一個(gè)blk_major_name類型的對(duì)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(duì)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(shí)現(xiàn)不了嗎？對(duì)啊，很多注冊函數(shù)本來就是這個(gè)樣子，為了混個(gè)臉熟，占個(gè)位子嘛！

我們打開設(shè)備樹文件linux-xlnx/arch/arm/boot/dts/zynq-7000.dtsi。通過搜索關(guān)鍵詞sdhci，可以搜索到TF卡的設(shè)備驅(qū)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)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(dòng)以后，系統(tǒng)過通過dts去生成各個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，并通過這些設(shè)備驅(qū)動(dòng)去probe平臺(tái)驅(qū)動(dòng)，此處也是一樣，它肯定對(duì)應(yīng)了一個(gè)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)，源碼位于：linux-xlnx/drivers/mmc/host/sdhci-of-arasan.c。大家可能會(huì)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(chǔ)設(shè)備的接口的IP核的公司，xilixn估計(jì)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(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)有如下的函數(shù)滴啊用關(guān)系：sdhci_arasan_probe->sdhci_add_host->mmc_add_host->device_add，順利地把這個(gè)設(shè)備注冊到了系統(tǒng)中。device_add？為什么不是device_register，該設(shè)備驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)是在哪里被構(gòu)造的？好回去繼續(xù)找吧！函數(shù)調(diào)用關(guān)系如下：sdhci_arasan_probe->sdhci_pltfm_init->sdhci_alloc_host->mmc_alloc_host，就是這個(gè)函數(shù)里面構(gòu)造了這個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)；大家閱讀的時(shí)候可能發(fā)現(xiàn)了，設(shè)備的是名字是"mmc%d"，轉(zhuǎn)換出來就是"mmc0","mmc1"......和設(shè)備"mmcblk0p2"有一毛錢關(guān)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(gè)mmc驅(qū)動(dòng)，和block驅(qū)動(dòng)還是很大的區(qū)別的吧！所以呢我覺得這應(yīng)該就是個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，需要通過總線（應(yīng)該就是MMC總線了）去match正真的驅(qū)動(dòng)——塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

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(yīng)該是驅(qū)動(dòng)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(gè)名字是mmc的塊設(shè)備；接著通過mmc_register_driver(&mmc_driver)這個(gè)mmc設(shè)備驅(qū)動(dòng)，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(qū)動(dòng)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(shè)備的名字配置成了"mmcblk%d%s"，終于找到它了。

我們簡單概括一下以上的流程：
1. linux讀取dts，獲取各個(gè)設(shè)備
2. 匹配設(shè)備驅(qū)動(dòng)，調(diào)用該設(shè)備驅(qū)動(dòng)的probe程序，生成設(shè)備驅(qū)動(dòng)inode文件
3. 該設(shè)備驅(qū)動(dòng)通過總線去匹配正真的驅(qū)動(dòng)文件，并調(diào)用該驅(qū)動(dòng)的probe程序 ->在dev下生成了mmcblkXpY的inode文件
4. 該系統(tǒng)通過uboot的啟動(dòng)參數(shù)，獲知需要從那個(gè)mmcblkXpY去加載根文件系統(tǒng)，去實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的初始化