eMMC와 UFS: 블록 요청을 장치 명령으로 바꾸는 경계

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

eMMC와 UFS는 둘 다 블록 저장장치로 보이지만 명령을 보내는 하부 경로는 다릅니다. eMMC는 MMC 계층을, UFS는 SCSI 명령을 UPIU와 UFS 전송 구조로 바꾸는 경로를 사용합니다. 아래 코드는 UFS 쪽 ufshcd_queuecommand 전체입니다. 두 장치에 같은 레지스터나 같은 명령 형식이 적용된다고 설명하지 않습니다.

읽을 범위: v6.6 · drivers/ufs/core/ufshcd.c · ufshcd_queuecommand 2818–2908행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

호스트와 장치

호스트 컨트롤러는 CPU 쪽에서 요청을 장치로 보내는 하드웨어입니다. hba는 UFS 호스트의 소프트웨어 상태이며 저장매체의 파일시스템 객체가 아닙니다.

SCSI 명령과 UPIU

UFS 드라이버는 상위 SCSI 요청의 명령·LUN·태그를 UFS 전송에 필요한 구조에 담습니다. eMMC의 MMC 명령 경로와 구분해야 합니다.

DMA 매핑

CPU가 보는 버퍼 주소를 장치 전송에 사용할 수 있게 준비하는 과정입니다. 흩어진 메모리는 scatter-gather 목록으로 표현하며 한 개의 연속 배열로 복사한다고 단정할 수 없습니다.

처음 읽을 때

정상 발행과 일시적으로 바빠 재시도하는 경우, 오류로 완료해 주는 경우를 나누어 읽으십시오. 반환값 0은 모든 경우에 장치가 성공적으로 데이터를 저장했다는 뜻이 아닙니다.

더 깊이 살펴볼 때

전원관리 중 발생한 치명적 오류에서 계속 HOST_BUSY만 반환하면 오류 복구와 전원관리 명령이 서로 기다릴 수 있습니다. scsi_done으로 명령을 오류 완료하는 분기의 이유와 hold/release 수명을 함께 확인하십시오.

그림으로 보는 변화

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1단계 고정

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1. 호스트 상태를 확인합니다

정상 동작, 복구 진행, 리셋, 오류 상태에 따라 발행·재시도·오류 완료를 결정합니다.

분기 화살표는 상태에 따른 처리 선택이며 장치 데이터 이동이 아닙니다.

2. 명령과 버퍼를 준비합니다

태그로 요청 슬롯을 고르고 SCSI 명령을 UFS 전송 구조로 변환한 뒤 DMA 매핑합니다.

화살표는 명령 표현의 변환과 버퍼 연결입니다.

3. 호스트에 발행합니다

MCQ 사용 여부에 따라 큐를 선택하여 명령을 보냅니다. 실제 완료는 이후 별도 경로에서 옵니다.

화살표는 CPU 측 준비가 끝난 명령이 컨트롤러로 전달되는 방향입니다.

ufshcd_queuecommand를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.6 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

static int ufshcd_queuecommand(struct Scsi_Host *host, struct scsi_cmnd *cmd)
{
	struct ufs_hba *hba = shost_priv(host);
	int tag = scsi_cmd_to_rq(cmd)->tag;
	struct ufshcd_lrb *lrbp;
	int err = 0;
	struct ufs_hw_queue *hwq = NULL;

	WARN_ONCE(tag < 0 || tag >= hba->nutrs, "Invalid tag %d\n", tag);

	switch (hba->ufshcd_state) {
	case UFSHCD_STATE_OPERATIONAL:
		break;
	case UFSHCD_STATE_EH_SCHEDULED_NON_FATAL:
		/*
		 * SCSI error handler can call ->queuecommand() while UFS error
		 * handler is in progress. Error interrupts could change the
		 * state from UFSHCD_STATE_RESET to
		 * UFSHCD_STATE_EH_SCHEDULED_NON_FATAL. Prevent requests
		 * being issued in that case.
		 */
		if (ufshcd_eh_in_progress(hba)) {
			err = SCSI_MLQUEUE_HOST_BUSY;
			goto out;
		}
		break;
	case UFSHCD_STATE_EH_SCHEDULED_FATAL:
		/*
		 * pm_runtime_get_sync() is used at error handling preparation
		 * stage. If a scsi cmd, e.g. the SSU cmd, is sent from hba's
		 * PM ops, it can never be finished if we let SCSI layer keep
		 * retrying it, which gets err handler stuck forever. Neither
		 * can we let the scsi cmd pass through, because UFS is in bad
		 * state, the scsi cmd may eventually time out, which will get
		 * err handler blocked for too long. So, just fail the scsi cmd
		 * sent from PM ops, err handler can recover PM error anyways.
		 */
		if (hba->pm_op_in_progress) {
			hba->force_reset = true;
			set_host_byte(cmd, DID_BAD_TARGET);
			scsi_done(cmd);
			goto out;
		}
		fallthrough;
	case UFSHCD_STATE_RESET:
		err = SCSI_MLQUEUE_HOST_BUSY;
		goto out;
	case UFSHCD_STATE_ERROR:
		set_host_byte(cmd, DID_ERROR);
		scsi_done(cmd);
		goto out;
	}

	hba->req_abort_count = 0;

	ufshcd_hold(hba);

	lrbp = &hba->lrb[tag];
	lrbp->cmd = cmd;
	lrbp->task_tag = tag;
	lrbp->lun = ufshcd_scsi_to_upiu_lun(cmd->device->lun);
	lrbp->intr_cmd = !ufshcd_is_intr_aggr_allowed(hba);

	ufshcd_prepare_lrbp_crypto(scsi_cmd_to_rq(cmd), lrbp);

	lrbp->req_abort_skip = false;

	ufshcd_comp_scsi_upiu(hba, lrbp);

	err = ufshcd_map_sg(hba, lrbp);
	if (err) {
		ufshcd_release(hba);
		goto out;
	}

	if (is_mcq_enabled(hba))
		hwq = ufshcd_mcq_req_to_hwq(hba, scsi_cmd_to_rq(cmd));

	ufshcd_send_command(hba, tag, hwq);

out:
	if (ufs_trigger_eh()) {
		unsigned long flags;

		spin_lock_irqsave(hba->host->host_lock, flags);
		ufshcd_schedule_eh_work(hba);
		spin_unlock_irqrestore(hba->host->host_lock, flags);
	}

	return err;
}

static int ufshcd_queuecommand(struct Scsi_Host *host, struct scsi_cmnd *cmd)

	struct ufs_hba *hba = shost_priv(host);

	int tag = scsi_cmd_to_rq(cmd)->tag;

	struct ufshcd_lrb *lrbp;

	int err = 0;

	struct ufs_hw_queue *hwq = NULL;

	WARN_ONCE(tag < 0 || tag >= hba->nutrs, "Invalid tag %d\n", tag);

	switch (hba->ufshcd_state) {

	case UFSHCD_STATE_OPERATIONAL:

		break;

	case UFSHCD_STATE_EH_SCHEDULED_NON_FATAL:

		if (ufshcd_eh_in_progress(hba)) {

			err = SCSI_MLQUEUE_HOST_BUSY;

			goto out;

		break;

	case UFSHCD_STATE_EH_SCHEDULED_FATAL:

		if (hba->pm_op_in_progress) {

			hba->force_reset = true;

			set_host_byte(cmd, DID_BAD_TARGET);

			scsi_done(cmd);

			goto out;

		fallthrough;

	case UFSHCD_STATE_RESET:

		err = SCSI_MLQUEUE_HOST_BUSY;

		goto out;

	case UFSHCD_STATE_ERROR:

		set_host_byte(cmd, DID_ERROR);

		scsi_done(cmd);

		goto out;

	hba->req_abort_count = 0;

	ufshcd_hold(hba);

	lrbp = &hba->lrb[tag];

	lrbp->cmd = cmd;

	lrbp->task_tag = tag;

	lrbp->lun = ufshcd_scsi_to_upiu_lun(cmd->device->lun);

	lrbp->intr_cmd = !ufshcd_is_intr_aggr_allowed(hba);

	ufshcd_prepare_lrbp_crypto(scsi_cmd_to_rq(cmd), lrbp);

	lrbp->req_abort_skip = false;

	ufshcd_comp_scsi_upiu(hba, lrbp);

	err = ufshcd_map_sg(hba, lrbp);

	if (err) {

		ufshcd_release(hba);

		goto out;

	if (is_mcq_enabled(hba))

		hwq = ufshcd_mcq_req_to_hwq(hba, scsi_cmd_to_rq(cmd));

	ufshcd_send_command(hba, tag, hwq);

out:

	if (ufs_trigger_eh()) {

		unsigned long flags;

		spin_lock_irqsave(hba->host->host_lock, flags);

		ufshcd_schedule_eh_work(hba);

		spin_unlock_irqrestore(hba->host->host_lock, flags);

	return err;

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.6 · drivers/ufs/core/ufshcd.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고