bootdevice驱动分析

灰太狼 2022-11-10 03:52 374阅读 0赞

最近在一些项目里接触到了hw笔记本+linux，hw在笔记本上自己做了一个linux内核原本没有驱动——bootdevice。研究了一下发现，这好像是从安卓的内核里面扣过来的，不清楚是安卓内核本身就有还是hw自己做的。github上找到一个hw安卓内核分析了一下，感觉还挺有意思的，分享一下。  
bootdevice驱动写的非常加单，是用来记录启动设备的驱动，这是驱动的说明`Support multiple bootdevice, eMMC or UFS`，这毕竟是安卓的内核，启动设备仅支持emmc和ufs的识别，在linux里面还加了nvme、ssd吧。请注意这个ufs是universal flash storage的缩写，并不是unix file system的缩写，对于软件工程师来说，这可能有点迷惑。bootdevice驱动通过一些方法得到启动盘的的属性，再通过proc导出给上层使用。

## 属性列表 ##

bootdevice记录的属性有：盘的类型、cid属性、大小（单位是字节）、盘名、slc和mlc的平均寿命参数、制造商id等。下面是代码定义

struct __bootdevice {
        enum bootdevice_type type;
        const struct device *dev;
        sector_t size;
        u32 cid[4];
        char product_name[MAX_NAME_LEN + 1];
        u8 pre_eol_info;
        u8 life_time_est_typ_a;
        u8 life_time_est_typ_b;
        unsigned int manfid;
    };

### type属性获取 ###

type是从设备树中解析出来的，设备数需要提前填充好，解析代码如下：

boot_np = of_find_compatible_node(NULL, NULL, "hisilicon,bootdevice");
        if (!boot_np) {
            pr_err("can't find bootdevice dts node\n");
            err = -ENODEV;
            goto sys_unmap;
        }
    
        if (of_find_property(boot_np, "boot-from-emmc", NULL))
            type = BOOT_DEVICE_EMMC
        else if (of_find_property(boot_np, "boot-from-ufs", NULL))
            type = BOOT_DEVICE_UFS;
        else {
            type = ((readl(sysctrl + SCINNERSTAT) & EMMC_UFS_SEL) ==
                BOOT_EMMC) ?
                       BOOT_DEVICE_EMMC :
                       BOOT_DEVICE_UFS;
        }

在设备数中找到`hisilicon,bootdevice`字段，记录在boot\_np参数中，如果没有找到，报错结束，proc下就看不到内容。如果找到节点之后，根据设备数中填充的boot from内容，得出type的值。emmc和ufs的定义如下：

enum bootdevice_type { BOOT_DEVICE_EMMC = 0, BOOT_DEVICE_UFS = 1 };

### size属性获取 ###

size属性获取需要分emmc和ufs两种，ufs调用ufs驱动获取到ufs 描述符计算出来的。

err =
            ufshcd_read_geometry_desc(hba, desc_buf, QUERY_DESC_GEOMETRY_MAZ_SIZE);
        if (err) {
            dev_err(hba->dev, "%s: Failed getting geometry info\n", __func__);
            goto out;
        }
        total_raw_device_capacity =
            (u64)desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 0] << 56 |
            (u64)desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 1] << 48 |
            (u64)desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 2] << 40 |
            (u64)desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 3] << 32 |
            (u64)desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 4] << 24 |
            (u64)desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 5] << 16 |
            (u64)desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 6] << 8 |
            desc_buf[GEOMETRY_DESC_TOTAL_DEVICE_CAPACITY + 7] << 0;
    
    ......
            set_bootdevice_size(total_raw_device_capacity);

mmc的size是调mmc接口计算的，计算大小是每个存储器驱动都会提供的基本功能了。

### cid属性获取 ###

cid是指的是mmc的cid(Card Identification Register)寄存器，这个 CID 寄存器有 16 字节长，如下表所示，它包含了本卡的特别识别码（ID 号）。 这些信息是在卡的生产期间被编程（烧录），主控制器不能修改它们的内容。mmc直接发指令就能读到cid。

/*
         * Fetch CID from card.
         */
        if (mmc_host_is_spi(host))
            err = mmc_send_cid(host, cid);
        else
            err = mmc_all_send_cid(host, cid);
        if (err)
            goto err;
    ......
    if (get_bootdevice_type() == BOOT_DEVICE_EMMC) {
            set_bootdevice_cid(cid);
            set_bootdevice_product_name(card->cid.prod_name,
                                sizeof(card->cid.prod_name));
            set_bootdevice_manfid(card->cid.manfid);
        }

对应ufs卡来说，并没有cid寄存器，所以用serial number+制造商id+制造时间计算了一个。

/**
     * UNIQUE NUMBER definition
     */
    struct ufs_unique_number {
        uint8_t serial_number[12];
        uint16_t manufacturer_date;
        uint16_t manufacturer_id;
    };
        ......
        memcpy(hba->unique_number.serial_number, snum_buf, SERIAL_NUM_SIZE);
        ......
        if (get_bootdevice_type() == BOOT_DEVICE_UFS) {
            u32 cid[4];
            int i;
            memcpy(cid, (u32 *)&hba->unique_number, sizeof(cid));
            for (i = 0; i < 3; i++)
                cid[i] = be32_to_cpu(cid[i]);
    
            cid[3] = (((cid[3]) & 0xffff) << 16) | (((cid[3]) >> 16) & 0xffff);
            set_bootdevice_cid((u32 *)cid);
            set_bootdevice_product_name(card_data->model, MAX_MODEL_LEN);
            set_bootdevice_manfid(hba->manufacturer_id);
        }

ufs先调用接口，读出serial number、manufacturer id和manufacturer date，最后把内容一次拷贝到cid存储空间中去。  
剩下的三个参数，都是用来描述盘的使用寿命，具体的我也没看懂。这是官方提供的解释：

PRE_EOL_INFO: Indicates the device lifetime reflected by average re-served blocks
    DEVICE_LIFE_TIME_EST_TYP_A: Indicates the estimation of the device lifetime that isreflected by the averaged wear out of SLC areas rela-tive to its maximum estimated device lifetime. 
    DEVICE_LIFE_TIME_EST_TYP_B: Indicates the estimation of the device lifetime which isreflected by the averaged wear out of MLC areas rela-tive to its maximum estimated device lifetime

emmc通过mmc命令读取，ufs封装在描述符里，调用ufs读描述符接口读。最后，在proc下提供接口，填充proc ops里read函数即可。

### proc接口显示 ###

if (!proc_mkdir("bootdevice", NULL)) {
            pr_err("make proc dir bootdevice failed\n");
            return -EFAULT;
        }
    
        proc_create("bootdevice/type", 0, NULL, &type_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/name", 0, NULL, &name_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/size", 0, NULL, &size_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/cid", 0, NULL, &cid_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/product_name", 0, NULL, &product_name_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/pre_eol_info", 0, NULL, &pre_eol_info_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/life_time_est_typ_a", 0, NULL,
            &life_time_est_typ_a_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/life_time_est_typ_b", 0, NULL,
            &life_time_est_typ_b_proc_fops);
        proc_create("bootdevice/manfid", 0, NULL, &manfid_proc_fops);
    
        return 0;