NVMe驱动详解系列——第一部分_linuxnvme驱动,linuxnvme驱动分析

NVMe驱动

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NVMe 驱动详解系列!

第一部: NVMe 驱动初始化与注销!

作者：!"#$%#&'"()*&+,-'.*/

1 NVMe 驱动详解之一源码和编译!

本系列主要针对 ,+012 系统中自带的 345" 驱动，进行详细的分析和学习，

从而掌握 345" 以及 678 相关知识。文中所使用的源码是 ,+0129-:;-<。/

需要提醒的是，阅读本系列文章需要一些 ,+012 内核模块、!'+ 总线、内核数

据结构以及设备驱动模型相关知识，当然作者会尽全力将内容写得简单易懂，使

得读者不需要太深奥的知识。大家可以先尝试看如果阅读遇到问题再回去补充知

识也可以的，或者直接邮件给我 !"#$%#&'"()*&+,-'.*。/

/ 我们直接进入正题。/

开篇我们先来看下源码的位置和编译方法。/

1.1 模块源码#

/ 345" 相关的代码位于内核源码树的 drivers/nvme 中，我们可以看到主

要有两个文件夹一个是 host,一个 targets.

其中 targets 是用于实现将本系统中的 nvme 设备作为磁盘导出，供其他

服务器或者系统使用的功能。而文件夹 host 是实现 NVMe 磁盘供本系统自己使

用，不会对外提供，这意味着外部系统不能通过网络或者光纤来访问我们的 NVMe

磁盘。如果配置 NVMe target 还需要工具 nvmetcli 工具：

http://git.infradead.org/users/hch/nvmetcli.git

我们这个系列主要针对 host,关于 target 将来有机会再做进一步分析。/

/ 所以后续所有文件都是位于 =#>+"#?@0>*"@A.?% 中。/

1.2 模块诞生#

先来看下 =#>+"#?@0>*"@A.?% 目录中的 5&B"$+,"，具体如下。我们发现根据

内核中的参数配置，最多会有５个模块。/

# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

ccflags-y += -I$(src)

obj-$(CONFIG_NVME_CORE) += nvme-core.o

obj-$(CONFIG_BLK_DEV_NVME) += nvme.o

obj-$(CONFIG_NVME_FABRICS) += nvme-fabrics.o

obj-$(CONFIG_NVME_RDMA) += nvme-rdma.o

obj-$(CONFIG_NVME_FC) += nvme-fc.o

nvme-core-y := core.o

nvme-core-$(CONFIG_TRACING) += trace.o

nvme-core-$(CONFIG_NVME_MULTIPATH) += multipath.o

nvme-core-$(CONFIG_NVM) += lightnvm.o

nvme-core-$(CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS) += fault_inject.o

2 NVMe 驱动详解之二 PCI 驱动注册!

我们现在使用的 345" 设备都是基于 678 的，所以最后设备需要连接到内核

中的 !'+ 总线上才能够使用。这也是为什么在上篇配置 0>*"-B. 时会需要 !'+-'

文件，在 5&B"$+," 中有如下这一行的：/

nvme-y += pci.o。/

本篇主要针对 !'+-' 文件的一部分内容进行分析（其实本系列涉及的代码内

容就是在 !'+-' 和 0>*"C'.#"-' 两个文件中）。/

2.1 驱动注册上#

我们先来看下驱动的注册和注销，其实就是模块的初始化和退出函数，如下。/

module_init(nvme_init);

module_exit(nvme_exit);/

可知模块注册函数是 0>*"E+0+%，非常简单，就是一个 !'+E#")+?%"#E=#+>"# 函

数。/

static int __init nvme_init(void)

{

return pci_register_driver(&nvme_driver);

}

/ 注册了 0>*"E=#+>"# 驱动，参数为结构体 0>*"E=#+>"#，该结构体类型是

!'+E=#+>"#。/

static struct pci_driver nvme_driver = {

.name = "nvme",

.id_table = nvme_id_table,

.probe = nvme_probe,

.remove = nvme_remove,

.shutdown = nvme_shutdown,

.driver = {

.pm = &nvme_dev_pm_ops,

.sriov_configure = nvme_pci_sriov_configure,

.err_handler = &nvme_err_handler,

};/

/ 我们可以从结构体 0>*"E=#+>"# 中得知，驱动的名字是 0>*"；初始化函数

是 0>*"E!#.G"，该函数负责在驱动加载时候探测总线上的硬件设备；设备与驱

动的关联表为 0>*"E+=E%&G,"，通过这个表内核可以知道哪些设备是通过这个驱

动来工作的；!#.G" 函数，该函数用来初始化设备；#"*.>" 函数，当前驱动从

内核移除时候被调用；?A1%=.H0 函数用于关闭设备I 错误处理句柄

0>*"E"##EA&0=,"#I以及 0>*" 的 ?#+.> 操作函数。/

/ 而 !'+E#")+?%"#E=#+>"# 是个宏，其实是EE!'+E#")+?%"#E=#+>"# 函数，该函数会

通过调用 =#+>"#E#")+?%"# 将要注册的驱动结构体放到系统中设备驱动链表中，将

其串成了一串。这里要注意的是 !'+E=#+>"# 中包含了 =">+'"E=#+>"#D而我们的驱动

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