1.前言
本文主要block組件的主要流程，在介紹的過程中，將詳細說明和block相關的流程，涉及到其它組件的詳細流程再在相關文章中說明。
2.主要數據結構和API
2.1 struct mmc_card
| Elemete Name | struct mmc_card |
| Path | include/linux/mmc/card.h |
| Responsiblities | 是對mmc device的抽象，由於定義了mmc_bus_type類型的總線，此處mmc_card是與mmc_bus_type配套 |
| Attributions |
|
| Operations |
|
2.2 struct mmc_driver
| Elemete Name | struct mmc_driver |
| Path | include/linux/mmc/card.h |
| Responsiblities | mmc driver，由於定義了mmc_bus_type類型的總線，此處mmc_driver是與mmc_bus_type配套 |
| Attributions |
|
| Operations |
設置總線類型，並將drv加入到設備驅動模型中
將drv從設備驅動模型中移除 |
2.3 struct mmc_blk_data
| Elemete Name | struct mmc_blk_data |
| Path | drivers/mmc/card/block.c |
| Responsiblities | mmc_blk_data為block的核心結構體，用於存放mmc block的一些數據，與mmc slot對應 |
| Attributions |
|
| Operations |
|
3. 主要流程
3.1 mmc_blk_init
mmc_blk_init->
初始化max_devices
register_blkdev
mmc_register_driver
module_init(mmc_blk_init)會執行到此函數
- 初始化max_devices：設定最多支持多少個mmc塊設備給max_devices
每類塊設備支持256個次設備號，每個塊設備有16個次設備號（16個分區），由此得出支持的最大的mmc塊設備數max_devices為256/16=16，每個此設備號對應一個分區？
- register_blkdev:向全局的struct blk_major_name類型的數組major_names注冊本塊設備的主設備號和設備名
mmc子系統對於上層block子系統來講是首先抽象為一個普通的塊設備。
通過register_blkdev向block子系統注冊一個block設備，主設備號為MMC_BLOCK_MAJOR，設備名為“mmc”。
通過分配一個blk_major_name結構體，來保存主設備號和設備名，blk_major_name被保存到全局的blk_major_name數組中。
如果不指定主設備號，將查詢全局的blk_major_name結構體找到一個未用的主設備號來使用，並將此主設備號作為返回值返回。
major_names中的信息會出現在/proc/devices中。
因此可以看出，注冊做的事情實際上非常少。注冊完成后，除了能夠在/proce/devices中看到設備之外，不能對設備做任何事情，設備還無法使用，只有當block_device與gendisk建立關聯用戶空間才可以訪問
- mmc_register_driver(&mmc_driver)
設備驅動模型中通過driver_register將mmc_driver注冊到mmc_bus_type上
3.2 mmc_blk_exit
mmc_blk_exit->
mmc_unregister_driver
unregister_blkdev
在退出的時候會執行mmc_blk_exit，與mmc_blk_init相反的動作，主要包括：
- mmc_unregister_driver(&mmc_driver)
從mmc_bus_type上將mmc_driver注銷
- unregister_blkdev(MMC_BLOCK_MAJOR, "mmc");
從全局的struct blk_major_name類型的數組major_names中注銷主設備號為MMC_BLOCK_MAJOR名為mmc的blk_major_name結構體
釋放對應的blk_major_name結構體
3.3 mmc_blk_probe
mmc_blk_probe->
mmc_blk_alloc->
mmc_blk_alloc_req->
alloc_disk
mmc_init_queue->
blk_queue_prep_rq
kthread_run(mmc_queue_thread, mq);
mmc_blk_alloc_parts(card, md))
mmc_add_disk->
block_add_disk
初始化時mmc_blk_init中會執行mmc_register_driver，而前文所述執行mmc_attach_mmc時會通過mmc_add_card將mmc_card注冊到mmc bus，這樣就觸發了執行前文所述的mmc_blk_probe函數，后面有詳細解釋mmc_blk_probe的執行過程
mmc_blk_probe最主要的是初始化了request queue；初始化disk，同時通過mmc_add_disk將磁盤添加到系統中，使之可用
- mmc_blk_alloc_req
創建並初始化請求隊列，啟動線程循環抓取請求隊列中的request，調用request處理函數進行處理
（1）分配mmc_blk_data結構體md並初始化，同時mmc_queue作為mmc_blk_data的成員也被創建
mmc_blk_data為block的核心結構體，與mmc_card關聯，用於存放mmc_card相關數據，每個mmc slot即每個mmc設備對應一個mmc_blk_data結構體。
此處會分配mmc_blk_data結構體md，同時mmc_queue作為mmc_blk_data的成員也被創建。並標識dev_use的bitmap來記錄已經分配的mmc device，
也就是說dev_use是與實際的物理設備相對應的，不是跟分區對應的，dev_use的index用dev_idx來記錄
注意到此處MMC_BLK_DATA_AREA_MAIN表示主分區的區域(mmc_blk_data與設備對應，此處看又像是與分區對應？？)。
MMC分區類型包括如下幾種： #define MMC_BLK_DATA_AREA_MAIN (1<<0) #define MMC_BLK_DATA_AREA_BOOT (1<<1) #define MMC_BLK_DATA_AREA_GP (1<<2) #define MMC_BLK_DATA_AREA_RPMB (1<<3) （2） alloc_disk(perdev_minors)：分配gendisk結構體保存到md中，gendisk與磁盤設備對應 （3）mmc_init_queue(queue_c)：創建並初始化請求隊列
通過調用block子系統接口blk_init_queue來初始化請求隊列，其中mmc_request_fn為處理請求的回調函數
blk_queue_prep_rq(mq->queue, mmc_prep_request)設定requet_queue的prep回調函數；
mmc_alloc_sg(host->max_segs, &ret)分配max_segs個scatterlist用於request請求（只是分配scatterlist，並未分配存放數據的內存），
返回分配的scatterlist個數
kthread_run(mmc_queue_thread, mq) 起一個kennel thread運行mmc_queue_thread來處理上層發送下來的request，對每個reqeust執行issue_fn回調
注：issue_fn回調在下面指定為mmc_blk_issue_rq
（4）指定issue_fn回調為mmc_blk_issue_rq，mmc_blk_issue_rq是具體的mmc request處理函數
- mmc_blk_alloc_parts(card, md))
- mmc_add_disk
為了將一個磁盤添加到系統中，對系統可用，必須初始化磁盤數據結構並調用add_disk方法。
需要特別注意的是一旦調用了add_disk，磁盤就被“激活”了，系統隨時都可能會調用該磁盤提供的各種方法，
甚至在該函數返回之前就會調用，因而在完成磁盤結構的初始化之前，不要調用add_disk。
3.4 mmc_add_disk
mmc_add_disk->
device_add_disk
device_add_disk的原型為void device_add_disk(struct device *parent, struct gendisk *disk) 它完成的工作主要包括： (1)根據磁盤的主次設備號信息為磁盤分配設備號； (2)調用disk_alloc_events初始化磁盤的事件（alloc|add|del|release）處理機制。在最開始磁盤事件會被設置為被阻塞的。 (3)調用bdi_register_dev將磁盤注冊到bdi_list，注：bdi用於將page_cache或buffer_cache中的臟數據刷新到磁盤 (4)調用blk_register_region將磁盤添加到bdev_map中（通過設備號可以獲取kobject從而得到包含它的父對象進行操作） (5)調用register_disk將磁盤添加到系統中。 (6)調用blk_register_queue注冊磁盤的請求隊列。主要是為隊列和隊列的調度器在設備的sys文件系統目錄中創建相應的sys目錄/文件，並且發出uevent事件。 (7)調用disk_add_events完成在/sys文件系統的設備目錄下創建磁盤的事件屬性文件，將磁盤事件添加到全局鏈表disk_events中，解除對磁盤事件的阻塞。
關於probe函數是如何被調用到的？
一般我們認為mmc_blk_probe的執行一定需要mmc_driver與mmc_device的匹配才可以，實際上沒有mmc_device, 而是有mmc_card，mmc_blk_probe的執行經歷如下歷程：
（1）先來看mmc_register_driver的流程
mmc_register_driver->
driver_register->
driver_find//bus查看driver是否已經注冊，如果已經注冊則退出,否則bus add driver
bus_add_driver->
driver_attach->
bus_for_each_dev//此處由於還沒有device注冊，因此會退出
顯然mmc_blk_probe的執行不是在mmc_register_driver的時候，那么肯定是在device_register的時候,看看我們的假設是否正確，繼續往下看
（2）mmc_alloc_card， mmc_add_card
通過瀏覽代碼，我們發現在mmc/core/bus_c中有mmc_alloc_card和mmc_add_card
mmc_alloc_card：mmc_attach_mm->mmc_init_card初始化並分配一個新的mmc_card結構體，實際上是創建device設備；
mmc_add_card：mmc_attach_mmc->mmc_add_card時調用，通過調用device_add(&card->dev)來完成設備的注冊，過程如下：
mmc_add_card->
device_add->
bus_probe_device->
device_attach->
__device_attach->
driver_match_device->
mmc_bus_match//此函數的特殊之處在於總是返回值為1
driver_probe_device->
really_probe->
mmc_bus_probe->
mmc_blk_probe
mmc_blk_probe的執行不是靠device和driver的匹配，而是將匹配函數mmc_bus_match總是返回1，如下：
static int mmc_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
return 1;
}
這樣就可以執行到mmc_bus_type的probe函數進而執行到mmc_blk_probe。
3.5 mmc_queue_thread
線程處理函數，用於循環抓取請求隊列中的request並交給請求處理函數進行處理
mmc_queue_thread->
blk_fetch_request
issue_fn(mmc_blk_issue_rq)->
mmc_blk_issue_rw_rq->
mmc_blk_rw_rq_prep
mmc_start_req –>
mmc_wait_for_data_req_done->
mmc_blk_err_check
host->ops->request
mmc_queue_thread是在mmc_init_quene中起的線程，主要作用是完成上層發送的請求進行處理
- blk_fetch_request
從請求隊列中取出一個request
- issue_fn
由前面可知issue_fn在mmc_blk_probe->mmc_blk_alloc_req時將issue_rq初始化為mmc_blk_issue_rq,請求有幾種包括：discard, flush, 以及rw
- mmc_blk_issue_rw_rq
首先通過mmc_blk_rw_rq_prep來做一些准備工作，獲取命令號、命令參數等，然后通過mmc_start_req發起請求
- mmc_start_req
通過mmc_wait_for_data_req_done發起真正的請求，並等待請求結束。
mmc_wait_for_data_req_done會回調控制器的request函數發起請求，然后mmc_blk_err_check檢查是否有錯誤發生，
如果有錯誤發生將嘗試recovery進行修復開始新的傳輸
3.6 mmc_blk_issue_rq
mmc_blk_issue_rq->
mmc_claim_host
mmc_blk_part_switch
mmc_blk_issue_rw_rq->
mmc_blk_prep_packed_list
mmc_blk_rw_rq_prep
mmc_start_req->
__mmc_start_data_req
mmc_queue_bounce_post
檢查mmc_start_req返回的狀態
mmc_blk_issue_rq對發送的mmc request進行具體的處理。
- mmc_claim_host
實際上是聲明當前進程占有host controller，如果有其它進程占有則需要等待，詳細的可參考Linux mmc framework2：基本組件之core
- mmc_blk_part_switch
通過MMC_SWITCH命令對EXT_CSD寄存器的PARTITION_CONFIG(bit[179])進行設置，主要包括boot是否使能、用哪個分區做boot分區、選擇要訪問的分區。
如果MMC_SWITCH命令出錯，將通過blk_end_request_all終止request
- mmc_blk_issue_rw_rq
根據req->cmd_flags的命令做不同的事情。REQ_SANITIZE、REQ_DISCARD、REQ_FLUSH分別為
. mmc_blk_issue_secdiscard_rq 和mmc_blk_issue_discard_rq
. mmc_blk_issue_flush
. mmc_blk_issue_rw_rq(這個是我們要分析的讀寫數據流程
1. mmc_blk_prep_packed_list嘗試把當前request和隊列中的其他request合並，以增強性能。是否可以合並，要依賴於：
控制器支持packed功能;
device的MAX_PACKED_WRITES 大於0;
只對寫request進行packed
2. mmc_blk_rw_rq_prep:正常情況下執行mmc_blk_rw_rq_prep函數，從request構造mmc_request，畢竟下發給host請求，是mmc_request，而不是block層通用的request。
如果支持packed功能，那么就用pack_list來構造mmc_request
3. mmc_start_req：mmc_start_req 啟動一個非阻塞的request，這個函數會等待前一個request完成，然后啟動當前requeset，並立刻返回
如果mmc_start_req返回的areq不為空，說明完成了上一次的request
- mmc_start_req
mmc_start_req 啟動一個非阻塞的request，這個函數會等待前一個request完成，然后啟動當前requeset，並立刻返回
如果mmc_start_req返回的areq不為空，說明完成了上一次的request
1. 首先它會執行到mmc_wait_for_data_req_done函數，等待上一次的命令的完成，如果上一次未完成就會將當前進程加入等待隊列休眠，等待被喚醒。
當上一次完成后會立即返回，並將上一次命令執行的狀態返回給mmc_blk_issue_rw_rq。
2、if (host->areq) {
err = mmc_wait_for_data_req_done(host, host->areq->mrq, areq);
host->areq不為空，說明有正在處理的reuqest，函數mmc_wait_for_data_req_done用來等待這個host->areq，有兩個條件會喚醒該MMC上下文: is_done_rcv和is_new_req
3. if (!err && areq)
start_err = __mmc_start_data_req(host, areq->mrq);
進入__mmc_start_data_req(host, areq->mrq);
(1)首先會將函數指針mmc_wait_data_done賦給mrq->done.
mmc_wait_data_done會設置context_info->is_done_rcv=true，這正好是喚醒mmc_wait_for_data_req_done的條件之一，然后調wake_up_interruptible(&context_info->wait);喚醒之。
(2)然后會調用mmc_start_request(host, mrq);
mmc_start_reuqest實際調用host->ops->request方法，進入了平台特定的request函數
進入特定的平台之后，會進入相應的中斷對硬件進行讀寫的命令的執行，當命令執行完畢后，會進行函數回調調到剛才的mmc_wait_data_done喚醒等待的進程進行下一次命令的執行。
- mmc_queue_bounce_post
如果使用了bounce buffer，那么需要把傳輸結果從bounce buffer復制會sg buffer。
所謂bounce buffer是因為某些DMA控制器只能處理連續物理內存，此時需要通過bounce buffer來達到物理內存連續性。
- 檢查mmc_start_req返回的狀態
1. 如果是MMC_BLK_SUCCESS或者MMC_BLK_PARTIAL，需要調用blk_end_request通知block設備層，完成了本次讀寫request。 2. 如果是MMC_BLK_CMD_ERR，那么調用mmc_blk_reset復位host。調用mmc_blk_cmd_err嘗試blk_end_request，如果發現reuqest未完成，說明本次操作失敗，反之成功start_new_req
TODO