2.7. Написание драйвера SCSI

Copyright 1993 Rickard E. Faith(faith@cs.unc.edu). Все пpава заpезеpвиpованы.

Пpедоставляется пpаво pаспpостpанения и создания копиий этого документа, если пpимечание об автоpских пpавах и это pазpешение сохpаняется на всех копиях. Здесь пpедставлена (с позволения автоpа) модифициpованная копия оpигинального документа. Если вы желаете воспpоизводить лишь эту часть книги, вы можете получить оpигинал по адpесу ftp.cs.unc.edu:/pub/faith/papers/scsi.paper.tar.gz

2.7.1. Зачем нужны драйверы SCSI

Ядро Linux содержит драйверы для следующих основных адаптеров SCSI: Adaptec 1542, adaptec 1740, Future Domain TMS-1660/TMS-1680, Segate ST-01/ST-02, Ultrastor 14F и Western Digital WD-7000.вы можете написать ваш собственный драйвер для неподдерживаемого адаптера. Также вы можете изменять готовые драйверы.

2.7.2. Что такое SCSI?

Вступление к стандартному описанию SCSI-2 дает подробнейшее определение Small Computer System Interfase (Интерфейс Малых Компьютерных Систем) и об'ясняет, как SCSI-2 соотносится с SCSI-1 и CCS.

Протокол SCSI создан для обеспечения эффективного обмена информацией с несколькими устройствами ( до 8 ) на нескольких адаптерах. Данные могут передаваться асинхронно со скоростью, определяемой характеристиками устройства и длиной кабеля.

Синхронный обмен информацией может поддерживать скорость до 10 млн. передач в секунду. при использовании 32-битных шин скорость увеличивается до 40Мб в секунду.

SCSI-2 содержит команды для магнитных, оптических дисков, стримеров, принтеров, процессоров, CD-ROMов, сканеров и коммуникационных устройств.

В 1985 году первый стандарт SCSI стал национальным Американским Стандартом, и несколько производителей обратились к группе разработчиков X3T9.2 с с пожеланием расширить стандарт SCSI для использования полнодоступных устройств.

В процессе расширения SCSI группа X3T9.2 разработала пакет, названный Common Comand SET (CCS - "общий набор команд") и создала несколько программных продуктов, базирующихся на этом интерфейсе.

Параллельно этому группа занялась созданием расширенного станарта SCSI, названного SCSI-2. Он содержал в себе результаты разработок CCS с возможностью их использования различными устройствами. Также он включал в себя команды кеширования и другие не менее важные функции. Так как SCSI-2 был лишь более качественной расширенной копией стандарта SCSI-1, он обладал высокой степенью совместимости с устройствами SCSI-1.

2.7.2.1. Термины SCSI

"SCSI bus" - протокол обмена информацией с подключенными внешними устройствами SCSI. Одиночный обмен инициатора("initiator") с целью("target") может содержать до 8 слов ("phases"). Эти слова определяются целью (т.е. жестким диском). Текущее слово может быть определено путем просмотра пяти сигналов SCSI bus так, как это показано в таблице 1.1.

Некоторые контроллеры (в частности, недорогой контроллер Seagate) требуют переделки сигналов, переданных SCSI bus, другие автоматически используют эти низкоуровневые сигналы. Каждое из 8 слов будет подробно описано.

              -SEL   -BSY   -MSG   -C/D   -I/O   PHASE
                HI     HI     ?      ?      ?    BUS FREE
                HI     LO     ?      ?      ?    ARBITRATION
                 I    I&T     ?      ?      ?    SELECTION
                 T    I&T     ?      ?      ?    RESELECTION
                HI     LO     HI     HI     HI   DATA OUT
                HI     LO     HI     HI     LO   DATA IN
                HI     LO     HI     LO     HI   COMMAND
                HI     LO     HI     LO     LO   STATUS
                HI     LO     LO     LO     HI   MESSAGE OUT
                HI     LO     LO     LO     LO   MESSAGE IN
               I = сигнал инициатора; T = сигнал цели;
               ? = HI или LO
               Таблица 1.1. Определение слов SCSI Bus.

Слово BUS FREE

Определяет SCSI bus как незанятый.

Слово ARBITRATION

Подается в случае, если устройство SCSI пытается установить контроль над SCSI bus.В этот момент устройство вносит свой SCSI ID в DATA BUS (установки SCSI bus).Например, если ID = 2, устройство задает дате 0x04. В случае попытки обращения нескольких устройств одновременно, над целью устанавливает контроль устройство с наиболее высоким ID.Слово ARBITRATION использовалось также в стандарте SCSI-1.

Слово SELECTION

После установки контроля устройство, ставшее инициатором, заносит в дату протокола передачи SCSI ID цели. Если цель обнаруживается, она определяется, как занятая с помощью строки -BSY. Эта строка остается активной все то время, пока цель соединена с инициатором.

Слово RESELECTION

Протокол SCSI позволяет устройству отключаться от протокола передачи во время работы запроса. Когда устройство готово к продолжению обмена, оно вновь подключается к адаптеру. Слово RESELECTION идентично слову SELECTION, за исключением того, что оно используется отключенной целью для подключения к исходному инициатору. Драйверы, не поддерживающие RESELECTION, не имеют возможности раз'единения с целью SCSI. Однако RESELECTION поддерживается почти всеми драйверами, так что многозадачные многозадачные устройства SCSI выполнять одновременно несколько задач, что уменьшает время обмена при запросах ввода/вывода.

Слово COMMAND

После этого слова отинициатора к цели может передаваться 6-ти, 10-ти и 12-ти байтная команда.

Слова DATA OUT и DATA IN

После этих слов осуществляется непосредственная передача информации между целью и инициатором. В случае DATA OUT, например, информация передается от адаптера к диску. DATA IN в таком случае осуществляет обратную передачу. Если команда SCSI требует передачи информации, слово не используется.

Слово STATUS

Это слово задается после завершения всех команд и дает возможность послать инициатору статусный байт. Существует 9 вариантов статусного байта (таблица 1.2). Заметим, что так как для статусного кода используются биты 1-5, статусный байт перед использованием маскируется 0x3e. Значения важнейших статусных кодов:

• GOOD - операция выполнена успешно.
• CHECK CONDITION - сообщение о случившейся ошибке.Команда REQUEST SENSE может быть использована для получения более подробной информации об ошибке.
• BUSY - устройство не может выполнить комаду. Это может случиться во время самотестирования или сразу после включения устройства.

Слова MESSAGE OUT и MESSAGE IN

Дополнительная информация передается между инициатором и целью. Этой информацией может быть статус посторонней команды или запрос

                   Value    Status
                   0x00     GOOD
                   0x02     CHECK CONDITION
                   0x04     CONDITION MET
                   0x08     BUSY
                   0x10     INTERMEDIATE
                   0x14     INTERMEDIATE-CONDITION MET
                   0x18     RESERVATION CONFLICT
                   0x22     COMMAND TERMINATED
                   0x28     QUEUE FULL
                   (После наложения маски 0x3e)
                        Таблица 1.2. Статусные коды SCSI.

для смены протокола. Слова MESSAGE OUT и MESSAGE IN могут неоднократно встречаться во время одной передачи.Если во время передачи доступно использование RESELECTION, драйвер должен поддерживать также слова SAVE DATA POINTERS, RESTORE POINTERS и DISCONNECT (сохранение и загрузка указателей, раз'единение). В SCSI-2 не все драйверы сохраняют указатели перед раз'единением.