ATA Disk在Linux中的驱动架构对比分析

 

这里所说的ATA Disk包含两大类：一类是传统的并行ATA（PATA），即IDE接口；另一类是目前流行的串行ATA（SATA）。对于IDE的驱动，Linux-2.6.28还进行了保留，其可以驱成传统的HD设备，也可以驱成流行的SD设备。对于SATA设备，Linux的标准做法是驱成SD设备，下面对传统ATA的驱动架构和目前流行ATA的驱动架构进行对比分析说明。

       传统ATA的驱动框架如上图所示，传统的ATA Host架构在PCI总线之上，在PCI总线扫描过程中枚举得到。PCI扫描程序Scan到ATA Host之后会加载该设备的驱动程序，即ATA Host Driver，该Driver亦是一个PCI Device的驱动。ATA Host会被注册到IDE Core Level驱动层，从而生成一条IDE的总线，IDE核心层在对ATA Host初始化完毕之后会扫描该Host，并且加载适合设备的IDE Device Driver。如果Ide Device Driver是一个Ide Disk的驱动，那么ATA磁盘将会被驱成HD设备；如果驱动是Ide-Scsi，那么ATA Device将会被虚拟成一个SCSI Host，并且将该Host加入到Scsi Middle Leve驱动层，同样的原理，Scsi Middle Level驱动层会扫描这个虚拟的Scsi host，然后加载扫描得到设备的驱动，这个驱动通常为scsi disk driver，此时，一个传统IDE设备被驱成了一个SCSI设备。从上述的驱动栈我们可以看出，IDE设备被虚拟成SCSI设备的关键在于IDE Device Driver，在该层对设备进行了虚拟化处理，形成了一条虚拟的SCSI总线，然后再将设备虚拟成了SCSI Device，按照这种思路，我们可以不断的进行设备虚拟和总线层叠扩展。

       从上述驱动框架来看，IDE总线层作用并不是很大，因此，完全可以将IDE总线层抛弃，直接采用如下图所示的驱动框架，这也是目前SATA等驱动常用的驱动模型。

       在上述驱动模型中，ATA Host的枚举过程与第一个模型保持一致，但是ATA Host Driver会直接将ATA Host注册到SCSI Middle Level层，考虑到ATA协议层与SCSI协议层存在差异，因此，通过LibATA驱动作为SCSI Middle Level与ATA Host之间的转换层，从而可以很好的将ATA Host直接融入到SCSI的驱动体系中来，可以直接将ATA设备驱成SCSI Device。与第一个模型相比，这个模型的驱动栈变浅了，驱动效率提高了，而且可以无缝的将ATA驱动融入到SCSI驱动体系中。在这个驱动模型中，LibATA驱动无疑是最大的功臣。目前，很多SATA Host驱动以及PATA Host的驱动都采用这种模型。