ATA Disk在Linux中的驅動架構對比分析

轉自 http://blog.ednchina.com/tiloog/219030/message.aspx     

   這裡所說的ATA Disk包含兩大類：一類是傳統的並行ATA（PATA），即IDE介面；另一類是目前流行的串列ATA（SATA）。對於IDE的驅動，Linux-2.6.28還進行了保留，其可以驅成傳統的HD裝置，也可以驅成流行的SD裝置。對於SATA裝置，Linux的標準做法是驅成SD裝置，下面對傳統ATA的驅動架構和目前流行ATA的驅動架構進行對比分析說明。

       傳統ATA的驅動架構如所示，傳統的ATA Host架構在PCI匯流排之上，在PCI匯流排掃描過程中枚舉得到。PCI掃描程式Scan到ATA Host之後會載入該裝置的驅動程式，即ATA Host Driver，該Driver亦是一個PCI Device的驅動。ATA Host會被註冊到IDE Core Level驅動層，從而產生一條IDE的匯流排，IDE核心層在對ATA Host初始化完畢之後會掃描該Host，並且載入適合裝置的IDE Device Driver。如果Ide Device Driver是一個Ide Disk的驅動，那麼ATA磁碟將會被驅成HD裝置；如果驅動是Ide-Scsi，那麼ATA Device將會被虛擬成一個SCSI Host，並且將該Host加入到Scsi Middle Leve驅動層，同樣的原理，Scsi Middle Level驅動層會掃描這個虛擬Scsi host，然後載入掃描得到裝置的驅動，這個驅動通常為scsi disk driver，此時，一個傳統IDE裝置被驅成了一個SCSI裝置。從上述的驅動棧我們可以看出，IDE裝置被虛擬成SCSI裝置的關鍵在於IDE Device Driver，在該層對裝置進行了虛擬化處理，形成了一條虛擬SCSI匯流排，然後再將裝置虛擬成了SCSI Device，按照這種思路，我們可以不斷的進行裝置虛擬和匯流排層疊擴充。

       從上述驅動架構來看，IDE匯流排層作用並不是很大，因此，完全可以將IDE匯流排層拋棄，直接採用如所示的驅動架構，這也是目前SATA等驅動常用的驅動模型。

       在上述驅動模型中，ATA Host的枚舉過程與第一個模型保持一致，但是ATA Host Driver會直接將ATA Host註冊到SCSI Middle Level層，考慮到ATA協議層與SCSI協議層存在差異，因此，通過LibATA驅動作為SCSI Middle Level與ATA Host之間的轉換層，從而可以很好的將ATA Host直接融入到SCSI的驅動體系中來，可以直接將ATA裝置驅成SCSI Device。與第一個模型相比，這個模型的驅動棧變淺了，驅動效率提高了，而且可以無縫的將ATA驅動融入到SCSI驅動體系中。在這個驅動模型中，LibATA驅動無疑是最大的功臣。目前，很多SATA Host驅動以及PATA Host的驅動都採用這種模型。