專利名稱：一種實現(xiàn)目標端驅動的方法及該目標端驅動的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及塊設備技術領域，尤其涉及一種實現(xiàn)目標端驅動的方法及該目標端驅動。
背景技術：
塊設備包括光盤、硬盤、存儲卡和磁帶等存儲設備，為了實現(xiàn)塊設備的IA)(輸入
輸出)交互操作，系統(tǒng)使用者不得不通過修改操作系統(tǒng)內(nèi)核模塊，或購買專用硬件設備等 方法實現(xiàn)在相應系統(tǒng)下支持這些塊設備的操作。 在目前的一些操作系統(tǒng)中，已實現(xiàn)多種存儲傳輸協(xié)議的發(fā)起端(Initiator端)驅 動的內(nèi)核代碼支持，而對目標端(target端)驅動的支持卻很少。 SCSI (Small Computer System Interface,小型計算機系統(tǒng)接口 )與其他接口一 樣，實際上是存儲系統(tǒng)中發(fā)起端與目標端之間相互通信的一套協(xié)議。SCSI主機利用SCSI主 機總線適配器(Host Bus Adaptor, HBA)將存儲設備或其他外部設備接入到主機的I/O總 線，并使用SCSI協(xié)議管理、控制和操作這些外部設備。 在目前大多數(shù)存儲系統(tǒng)中，目標端驅動實現(xiàn)的功能有與發(fā)起端進行傳輸協(xié)議間 的交互；實現(xiàn)硬件接口驅動；處理主要的及專有的設備命令集驅動程序；對應如圖l所示的 傳輸協(xié)議、硬件接口和目標端驅動三個子系統(tǒng)。 現(xiàn)有存儲系統(tǒng)中，目標端根據(jù)需求與發(fā)起端進行的數(shù)據(jù)交互可以采用不同的傳輸 協(xié)議，參考圖l，如FCP(Fibre Channel Protocol,網(wǎng)狀信道協(xié)議)、iSCSI (Internet Small Computer System Interface, Internet小型計算機系統(tǒng)接口 ) 、SRP (SCSI RDMA protocol, SCSI遠程直接訪問協(xié)議)等，每種傳輸協(xié)議都需要專有的硬件接口，而又由于硬件接口的 唯一性，需要為每一種硬件接口提供相對應的一套目標端驅動，在目標端驅動中既包括傳 輸協(xié)議命令處理和硬件接口專有命令處理等，又包括SCSI通用命令處理和訪問本地設備 等功能。 在現(xiàn)有的存儲系統(tǒng)實現(xiàn)中，每采用一種新的傳輸協(xié)議及硬件接口，都需要重復實 現(xiàn)具有上述所有功能的目標端驅動。然而，目標端驅動中除了傳輸協(xié)議命令處理和硬件接 口專有命令處理外，其他部分都是獨立的并且功能相似，在目標驅動的開發(fā)過程中，相似部 分的重復開發(fā)導致了成本的提高及開發(fā)周期的延長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種實現(xiàn)目標端驅動的方法及該目標端驅動，解 決不同傳輸協(xié)議及硬件接口的目標端驅動的部分內(nèi)容重復開發(fā)的問題，實現(xiàn)共用公共的部 分，以節(jié)約開發(fā)成本及周期。 為解決上述技術問題，本發(fā)明的一種實現(xiàn)目標端驅動的方法，包括 硬件接口驅動將接收到的存儲通信協(xié)議命令發(fā)送給目標端統(tǒng)一驅動平臺； 目標端統(tǒng)一驅動平臺根據(jù)所接收到的存儲通信協(xié)議命令的類型，對該存儲通信協(xié)議命令進行訪問控制處理，完成訪問控制處理后，執(zhí)行該存儲通信協(xié)議命令，對塊設備進行 操作。 進一步地，若存儲通信協(xié)議命令是向塊設備寫入數(shù)據(jù)的命令，則該目標端統(tǒng)一驅 動平臺對該寫入數(shù)據(jù)的命令完成訪問控制處理后，為數(shù)據(jù)的寫入分配存儲空間，并將存儲 空間地址返回給發(fā)起端主機； 在接收到發(fā)起端主機的攜帶地址指針和待寫入數(shù)據(jù)的存儲通信協(xié)議命令后，目標 端統(tǒng)一驅動平臺對待寫入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，完成數(shù)據(jù)處理后，將數(shù)據(jù)按照地址指針的指 示寫入到塊設備的相應空間中。 進一步地，若存儲通信協(xié)議命令是從塊設備讀取數(shù)據(jù)的命令，則該目標端統(tǒng)一驅 動平臺對該讀取數(shù)據(jù)的命令完成訪問控制處理后，按照該讀取數(shù)據(jù)的命令的指示從相應塊 設備中讀取數(shù)據(jù)，并將讀取出的數(shù)據(jù)返回給發(fā)起端主機。
進一步地，存儲通信協(xié)議為小型計算機系統(tǒng)接口協(xié)議。 進一步地， 一種目標端驅動，包括硬件接口驅動和目標端統(tǒng)一驅動平臺，該目標 端統(tǒng)一驅動平臺包括依次相連的目標端核心處理模塊、塊設備處理層和存儲通信協(xié)議中 間層，還包括命令處理守護線程和統(tǒng)一平臺函數(shù)庫，該命令處理守護線程分別與目標端核 心處理模塊和統(tǒng)一平臺函數(shù)庫相連； 硬件接口驅動，用于將接收到的存儲通信協(xié)議命令發(fā)送給目標端核心處理模塊；
目標端核心處理模塊，用于將接收到的存儲通信協(xié)議命令發(fā)送給命令處理守護線 程，并將接收到的該命令處理守護線程返回的基本輸入輸出命令發(fā)送給塊設備處理層；
命令處理守護線程，用于根據(jù)接收到的存儲通信協(xié)議命令的類型，在需要時調(diào)用 統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中的庫函數(shù)，對存儲通信協(xié)議命令進行訪問控制處理，生成基本輸入輸出 命令，并發(fā)送給目標端核心處理模塊； 塊設備處理層，用于對接收到的基本輸入輸出命令進行預處理，將完成預處理的 基本輸入輸出命令發(fā)送給存儲通信協(xié)議中間層； 存儲通信協(xié)議中間層，用于將接收到的基本輸入輸出命令轉換為存儲通信協(xié)議命 令，根據(jù)該存儲通信協(xié)議命令對塊設備進行操作。 進一步地，若存儲通信協(xié)議命令是向塊設備寫入數(shù)據(jù)的命令，則命令處理守護線 程完成訪問控制處理后，為數(shù)據(jù)分配存儲空間，并將存儲空間地址通過目標端核心處理模 塊返回給發(fā)起端主機；并且， 在接收到發(fā)起端主機的攜帶地址指針和待寫入數(shù)據(jù)的存儲通信協(xié)議命令后，對待
寫入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，生成基本輸入輸出命令，攜帶處理后的數(shù)據(jù)，發(fā)送給目標端核心處
理模塊，該目標端核心處理模塊將該基本輸入輸出命令發(fā)送給塊設備處理層； 塊設備處理層對接收到的基本輸入輸出命令進行預處理后，發(fā)送給存儲通信協(xié)議
中間層，該存儲通信協(xié)議中間層進行命令轉換，將轉換得到的存儲通信協(xié)議命令中攜帶的
數(shù)據(jù)，按照地址指針的指示寫入到塊設備的相應空間中。 進一步地，若存儲通信協(xié)議命令是從塊設備讀取數(shù)據(jù)的命令，則存儲通信協(xié)議中 間層按照轉換得到的存儲通信協(xié)議命令的指示，從相應塊設備中讀取數(shù)據(jù)，并通過塊設備 處理層和目標端核心處理層，將讀取出的數(shù)據(jù)返回給發(fā)起端主機。 進一步地，目標端核心處理模塊、 設備處理層和存儲通信協(xié)議中間層位于操作系統(tǒng)的內(nèi)核態(tài)空間；命令處理守護線程和統(tǒng)一平臺函數(shù)庫位于操作系統(tǒng)的用戶態(tài)空間。 進一步地，統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中保存?zhèn)鬏攨f(xié)議及硬件接口驅動的共用函數(shù)。 進一步地，該目標端驅動還包括管理模塊，該管理模塊與命令處理守護線程連接，
用于通過命令處理守護線程對統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中的庫函數(shù)進行管理維護。 綜上所述，本發(fā)明將各種傳輸協(xié)議及硬件接口的目標端驅動的公共部分通過目標
端統(tǒng)一平臺來實現(xiàn)，實現(xiàn)了目標端驅動開發(fā)的簡單化和快速化，從而保證了系統(tǒng)的兼容性
及可擴展性，本發(fā)明可應用于各種傳輸協(xié)議和硬件接口，并可能隨時加入其他類型的傳輸
協(xié)議及硬件接口 ，在目標端統(tǒng)一驅動平臺中只需增加對新傳輸協(xié)議和硬件接口的接口函
數(shù)，就能很好地兼容新協(xié)議和硬件接口的使用，而大量重復的處理任務都已在統(tǒng)一平臺內(nèi)
部實現(xiàn)，系統(tǒng)修改量很少，使目標端驅動的開發(fā)時間大大縮短，本發(fā)明中大部分功能都在操
作系統(tǒng)用戶態(tài)空間中實現(xiàn)，可以充分利用用戶態(tài)豐富的庫函數(shù)及調(diào)試工具，使開發(fā)工作簡
單快捷。


圖1為現(xiàn)有技術中的塊設備交互的架構圖；
圖2為本發(fā)明塊設備交換的架構圖；
圖3為本發(fā)明中目標端統(tǒng)一驅動平臺的結構圖；
圖4為本發(fā)明實現(xiàn)目標端驅動的方法的流程圖。
具體實施例方式
考慮到目標端驅動中包含獨立的且功能相似的部分，因此，本實施方式將各種協(xié) 議下目標端驅動的重復共有部分抽象出來，實現(xiàn)一個統(tǒng)一驅動平臺，如圖2中目標端統(tǒng)一 驅動平臺，采用統(tǒng)一驅動平臺的方式有利于新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短開發(fā)周期，提高模塊的復用 性。 本實施方式的目標端驅動包括硬件接口驅動和目標端統(tǒng)一驅動平臺，目標端統(tǒng) 一驅動平臺將每種硬件接口及傳輸協(xié)議所對應的目標端驅動中重復的處理部分抽象出來， 實現(xiàn)一個共用的API(A卯lication Programminglnterface，應用程序編程接口 )函數(shù)集， 在此統(tǒng)一驅動平臺中，目標端驅動的核心是將大部分處理操作放入操作系統(tǒng)用戶態(tài)空間實 現(xiàn)，相比目前的目標端驅動的功能大都在操作系統(tǒng)內(nèi)核態(tài)空間實現(xiàn)，可以使開發(fā)更加方便 快捷，并且可以使用操作系統(tǒng)用戶態(tài)空間中豐富的庫函數(shù)及開發(fā)調(diào)試工具，提高了目標端 驅動的兼容性及維護的簡易性。 下面將結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明。 圖3所示為本實施例的目標端統(tǒng)一驅動平臺，假設存儲通信協(xié)議為SCSI協(xié)議，該 目標端統(tǒng)一驅動平臺包括位于操作系統(tǒng)內(nèi)核態(tài)空間中的目標端核心處理模塊、塊設備處 理層和SCSI中間層，以及位于操作系統(tǒng)用戶態(tài)空間中的管理模塊、命令處理守護線程和統(tǒng) 一驅動平臺函數(shù)庫，其中目標端核心處理模塊、塊設備處理層和SCSI中間層依次相連，目 標端核心處理模塊還與命令處理守護線程相連，命令處理守護線程還分別與管理模塊和統(tǒng) 一平臺函數(shù)庫相連。 目標端核心處理模塊的主要任務是將接收到的命令發(fā)送給命令處理守護線程，并負責將命令處理守護線程返回的BIO(基本輸入輸出)命令發(fā)送給塊設備處理層。 塊設備處理層主要負責對BIO命令進行預處理，預處理完成后，將BIO命令發(fā)送給
SCSI中間層，SCSI中間層將BIO命令轉換為SCSI命令，對塊設備執(zhí)行讀寫操作。 管理模塊主要是實現(xiàn)一些管理命令工具，以實現(xiàn)對系統(tǒng)功能進行配置，如訪問權
限的配置，邏輯盤的大小的配置等，管理模塊通過命令處理守護線程對統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中
的庫函數(shù)進行管理維護。 命令處理守護線程主要是用來進行處理SCSI命令和管理命令，對各具體的SCSI 命令處理時，根據(jù)不同SCSI命令的需要，調(diào)用統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中的庫函數(shù)實現(xiàn)命令的訪問 控制和數(shù)據(jù)的處理。 統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中保存了系統(tǒng)中提供的各種傳輸協(xié)議及硬件接口的實現(xiàn)函數(shù)集， 該函數(shù)集提高了系統(tǒng)實現(xiàn)的復用性及穩(wěn)定性。 圖4所示為本實施方式實現(xiàn)目標端統(tǒng)一驅動的方法，包括 401 :硬件接口驅動接收到發(fā)起端主機發(fā)送的包含SCSI命令的數(shù)據(jù)包后，根據(jù)傳 輸協(xié)議解析出SCSI命令，并發(fā)送給目標端核心處理模塊； 402 :目標端核心處理模塊在接收到SCSI命令后，通過操作系統(tǒng)內(nèi)核中的網(wǎng)絡接 口將SCSI命令發(fā)送到用戶態(tài)空間的命令處理守護線程； 403 :命令處理守護線程在接收到目標端核心處理模塊發(fā)送的SCSI命令后，根據(jù) SCSI命令的類型，如果需要則調(diào)用統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中的庫函數(shù)，對SCSI命令進行訪問控制 處理，對SCSI命令中攜帶的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理； 例如，命令處理守護線程接收到從硬盤讀取數(shù)據(jù)給發(fā)起端主機的SCSI命令，SCSI 命令指示讀取從某個邏輯盤的某個地址開始的一段數(shù)據(jù)，命令處理守護線程判斷所要讀取 的邏輯盤是否處于正常工作狀態(tài)，發(fā)起端主機是否具有讀取該邏輯盤的權限以及對數(shù)據(jù)地 址的合法性進行判斷等訪問控制處理。 假如命令處理守護線程接收到向硬盤寫入數(shù)據(jù)的SCSI命令，則對寫入數(shù)據(jù)的 SCSI命令進行如上述的訪問控制處理，以及分配數(shù)據(jù)存儲空間，并將存儲空間地址通過目 標端核心處理模塊返回給發(fā)起端主機。 發(fā)起端主機接收到存儲空間地址后，發(fā)送攜帶地址指針和待寫入數(shù)據(jù)的SCSI命 令，地址指針指向存儲空間地址，命令處理守護線程根據(jù)要寫入數(shù)據(jù)的邏輯盤進行不同的 數(shù)據(jù)處理操作。如，邏輯盤的類型為raidO、 raidl和raid5， raid5由三塊物理盤組成，如 果是向raid5寫入數(shù)據(jù)，則命令處理守護線程將數(shù)據(jù)分割為兩個數(shù)據(jù)塊，對這兩個數(shù)據(jù)塊 進行異或操作，并生成將兩個數(shù)據(jù)塊及異或運算的結果分別寫入到三個物理盤中的BIO命 令。 統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中保存有異或運算函數(shù)、SCSI解析函數(shù)、生成BIO命令函數(shù)和邏 輯盤的訪問控制函數(shù)等各種傳輸協(xié)議及硬件接口驅動的共用函數(shù)。統(tǒng)一平臺函數(shù)庫在操作 系統(tǒng)用戶態(tài)空間實現(xiàn)，方便調(diào)用及實現(xiàn)。 404 :命令處理守護線程完成SCSI命令的訪問控制及數(shù)據(jù)處理后，生成進行塊設
備操作的BIO命令，將BIO命令發(fā)送給目標端核心處理模塊； 405 :目標端核心處理模塊將接收到的BIO命令發(fā)送給塊設備處理層； 406 :塊設備處理層接收到BIO命令后，對BIO命令進行預處理，如BIO命令對物理盤的操作是否合法等； BIO命令是對塊設備進行物理操作的命令。 407 :塊設備處理層將完成預處理的BIO命令發(fā)送給SCSI協(xié)議中間層； 408 :SCSI協(xié)議中間層將BIO命令轉換為SCSI命令，根據(jù)SCSI命令對塊設備進行操作。 如果是讀取數(shù)據(jù)的SCSI命令，則SCSI協(xié)議中間層按照數(shù)據(jù)地址從塊設備讀取數(shù) 據(jù)，并通過塊設備處理層和目標端核心處理模塊將讀取的數(shù)據(jù)發(fā)送給發(fā)起端主機。
如果是寫入數(shù)據(jù)的SCSI命令，則將SCSI命令中攜帶的數(shù)據(jù)，按照該SCSI命令的 指示寫入到塊設備的相應地址空間中。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種實現(xiàn)目標端驅動的方法，包括硬件接口驅動將接收到的存儲通信協(xié)議命令發(fā)送給目標端統(tǒng)一驅動平臺；所述目標端統(tǒng)一驅動平臺根據(jù)所接收到的存儲通信協(xié)議命令的類型，對該存儲通信協(xié)議命令進行訪問控制處理，完成訪問控制處理后，執(zhí)行該存儲通信協(xié)議命令，對塊設備進行操作。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于若所述存儲通信協(xié)議命令是向所述塊設備寫入數(shù)據(jù)的命令，則該目標端統(tǒng)一驅動平臺 對該寫入數(shù)據(jù)的命令完成訪問控制處理后，為數(shù)據(jù)的寫入分配存儲空間，并將存儲空間地 址返回給發(fā)起端主機；在接收到所述發(fā)起端主機的攜帶地址指針和待寫入數(shù)據(jù)的存儲通信協(xié)議命令后，所述 目標端統(tǒng)一驅動平臺對待寫入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，完成數(shù)據(jù)處理后，將所述數(shù)據(jù)按照所述 地址指針的指示寫入到所述塊設備的相應空間中。
3. 如權利要求1所述的方法，其特征在于若所述存儲通信協(xié)議命令是從所述塊設備讀取數(shù)據(jù)的命令，則該目標端統(tǒng)一驅動平臺 對該讀取數(shù)據(jù)的命令完成訪問控制處理后，按照該讀取數(shù)據(jù)的命令的指示從相應塊設備中 讀取數(shù)據(jù)，并將讀取出的數(shù)據(jù)返回給發(fā)起端主機。
4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于 所述存儲通信協(xié)議為小型計算機系統(tǒng)接口協(xié)議。
5. —種目標端驅動，包括硬件接口驅動和目標端統(tǒng)一驅動平臺，該目標端統(tǒng)一驅動 平臺包括依次相連的目標端核心處理模塊、塊設備處理層和存儲通信協(xié)議中間層，還包 括命令處理守護線程和統(tǒng)一平臺函數(shù)庫，該命令處理守護線程分別與所述目標端核心處 理模塊和統(tǒng)一平臺函數(shù)庫相連；所述硬件接口驅動，用于將接收到的存儲通信協(xié)議命令發(fā)送給所述目標端核心處理模塊；所述目標端核心處理模塊，用于將接收到的存儲通信協(xié)議命令發(fā)送給所述命令處理守 護線程，并將接收到的該命令處理守護線程返回的基本輸入輸出命令發(fā)送給所述塊設備處 理層；所述命令處理守護線程，用于根據(jù)接收到的存儲通信協(xié)議命令的類型，在需要時調(diào)用 所述統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中的庫函數(shù)，對所述存儲通信協(xié)議命令進行訪問控制處理，生成基本 輸入輸出命令，并發(fā)送給所述目標端核心處理模塊；所述塊設備處理層，用于對接收到的基本輸入輸出命令進行預處理，將完成預處理的 基本輸入輸出命令發(fā)送給所述存儲通信協(xié)議中間層；所述存儲通信協(xié)議中間層，用于將接收到的基本輸入輸出命令轉換為存儲通信協(xié)議命 令，根據(jù)該存儲通信協(xié)議命令對塊設備進行操作。
6. 如權利要求5所述的目標端驅動，其特征在于若所述存儲通信協(xié)議命令是向所述塊設備寫入數(shù)據(jù)的命令，則所述命令處理守護線程 完成訪問控制處理后，為數(shù)據(jù)分配存儲空間，并將存儲空間地址通過所述目標端核心處理 模塊返回給發(fā)起端主機；并且，在接收到所述發(fā)起端主機的攜帶地址指針和待寫入數(shù)據(jù)的存儲通信協(xié)議命令后，對所述待寫入數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，生成基本輸入輸出命令，攜帶處理后的數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述目 標端核心處理模塊，該目標端核心處理模塊將該基本輸入輸出命令發(fā)送給所述塊設備處理 層；所述塊設備處理層對接收到的基本輸入輸出命令進行預處理后，發(fā)送給所述存儲通信 協(xié)議中間層，該存儲通信協(xié)議中間層進行命令轉換，將轉換得到的存儲通信協(xié)議命令中攜 帶的所述數(shù)據(jù)，按照所述地址指針的指示寫入到所述塊設備的相應空間中。
7. 如權利要求5所述的目標端驅動，其特征在于若所述存儲通信協(xié)議命令是從所述塊設備讀取數(shù)據(jù)的命令，則所述存儲通信協(xié)議中間 層按照轉換得到的存儲通信協(xié)議命令的指示，從相應塊設備中讀取數(shù)據(jù)，并通過所述塊設 備處理層和目標端核心處理層，將讀取出的數(shù)據(jù)返回給所述發(fā)起端主機。
8. 如權利要求5所述的目標端驅動，其特征在于所述目標端核心處理模塊、塊設備處理層和存儲通信協(xié)議中間層位于操作系統(tǒng)的內(nèi)核 態(tài)空間；所述命令處理守護線程和統(tǒng)一平臺函數(shù)庫位于操作系統(tǒng)的用戶態(tài)空間。
9. 如權利要求5所述的目標端驅動，其特征在于所述統(tǒng)一平臺函數(shù)庫中保存?zhèn)鬏攨f(xié) 議及硬件接口驅動的共用函數(shù)。
10. 如權利要求9所述的目標端驅動，其特征在于，該目標端驅動還包括管理模塊，該 管理模塊與所述命令處理守護線程連接，用于通過所述命令處理守護線程對所述統(tǒng)一平臺 函數(shù)庫中的庫函數(shù)進行管理維護。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)目標端驅動的方法，包括硬件接口驅動將接收到的存儲通信協(xié)議命令發(fā)送給目標端統(tǒng)一驅動平臺；目標端統(tǒng)一驅動平臺根據(jù)所接收到的存儲通信協(xié)議命令的類型，對該存儲通信協(xié)議命令進行訪問控制處理，完成訪問控制處理后，執(zhí)行該存儲通信協(xié)議命令，對塊設備進行操作。本發(fā)明將各種傳輸協(xié)議及硬件接口的目標端驅動的公共部分通過目標端統(tǒng)一平臺來實現(xiàn)，實現(xiàn)了目標端驅動開發(fā)的簡單化和快速化，從而保證了系統(tǒng)的兼容性及可擴展性。
文檔編號G06F3/06GK101788888SQ20101011381
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權日2010年2月9日
發(fā)明者周洋 申請人:中興通訊股份有限公司