UFS設(shè)備的物理存儲(chǔ)空間可以有若干個(gè)獨(dú)立的邏輯地址空間

熟悉NVMe的朋友知道，NVMe里面有namespace的概念，就是把SSD物理空間劃分成若干個(gè)邏輯地址空間。在UFS的世界里，它也有這個(gè)特性。UFS設(shè)備的物理存儲(chǔ)空間可以有若干個(gè)獨(dú)立的邏輯地址空間，我們把邏輯地址空間叫做LU，即Logical Unit，俗稱(chēng)“擼”。前面看到，在每個(gè)UPIU的Header中，有個(gè)LUN（Logical Unit Number）的域，就是標(biāo)識(shí)該UPIU關(guān)聯(lián)的命令或者請(qǐng)求的目標(biāo)邏輯單元。每個(gè)LU的地址空間是獨(dú)立的，主機(jī)在發(fā)命令或者請(qǐng)求給設(shè)備的時(shí)候，須通過(guò)LUN指定目標(biāo)邏輯單元。

如上圖所示，UFS設(shè)備有若干個(gè)LU，每個(gè)LU接收主機(jī)發(fā)過(guò)來(lái)的命令或者請(qǐng)求，這些命令或者請(qǐng)求可來(lái)自應(yīng)用層的SCSI模塊、設(shè)備管理器或者任務(wù)管理器。每個(gè)LU都是獨(dú)立的，“獨(dú)立”表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

邏輯地址空間是獨(dú)立的，都是從LBA 0開(kāi)始；

邏輯塊大小可以不同，可以為4KB，..；

可以有不同的安全屬性，比如可以設(shè)置不同的寫(xiě)保護(hù)屬性；

每個(gè)LU可以有自己的命令隊(duì)列；

不同的LU可以存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)，比如有的LU存儲(chǔ)系統(tǒng)啟動(dòng)代碼，有的LU存儲(chǔ)普通的應(yīng)用數(shù)據(jù)，有的LU存儲(chǔ)用戶(hù)特殊數(shù)據(jù)...

。。。

UFS2.1中可以有最多32個(gè)普通LU和“四大名擼”（四個(gè)Well known LU，眾所周知的LU）。

普通LU的邏輯塊大小至少是4KB，但RPMB LU邏輯塊大小為256B。至于什么是RPMB LU，后面再講。

普通LU我覺(jué)得沒(méi)有什么好講的，就是分別用來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)數(shù)據(jù)的。我們主要來(lái)講講“四大名擼”。

Report LUNS LU

Report LUNS主要用來(lái)代表設(shè)備向主機(jī)匯報(bào)設(shè)備LU清單。主機(jī)想知道設(shè)備LU的支持情況，就需要發(fā)命令或者請(qǐng)求給該LU。UFS其中有個(gè)命令“Report LUNS” （和該LU名字一樣）用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)Report LUNS。

UFS Device LU

UFS設(shè)備的法人。當(dāng)UFS主機(jī)不針對(duì)某個(gè)具體LU，而是對(duì)整個(gè)UFS設(shè)備發(fā)命令的時(shí)候，UFS Device LU就成為該命令接收的對(duì)象，比如格式化UFS設(shè)備（FORMAT UNIT命令）、切換UFS設(shè)備的功耗模式（START STOP UNIT命令）等等。

BOOT LU

顧名思義，就是用來(lái)存儲(chǔ)啟動(dòng)代碼的LU。不過(guò)，BOOT LU本身是不存儲(chǔ)啟動(dòng)代碼的，它只是個(gè)虛擬的LU，啟動(dòng)代碼物理上是存儲(chǔ)在普通LU上的。

有兩個(gè)Boot LU，LU A和LU B，可以用來(lái)存儲(chǔ)不同啟動(dòng)代碼（比如一個(gè)新，一個(gè)舊），但在啟動(dòng)過(guò)程中，只有一個(gè)是活躍的（Active）的。32個(gè)普通LU中的任意一個(gè)可以配成Boot LU A或者Boot LU B。

舉例說(shuō)明：

在上例中，LU 1 充當(dāng)Boot LU A，LU 4 充當(dāng)Boot LU B。由于有兩份啟動(dòng)代碼，分別保存在LU 1和LU 4，那啟動(dòng)的時(shí)候讀取哪一份呢？

主機(jī)啟動(dòng)時(shí)，首先應(yīng)該通過(guò)設(shè)備管理器，發(fā)送Query 請(qǐng)求給設(shè)備，獲取一個(gè)叫做“bBootLunEn ”的屬性，該屬性標(biāo)識(shí)當(dāng)前活躍（Active）的Boot LU。

在上例中，bBootLunEn = 01，說(shuō)明Boot LU A是當(dāng)前活躍的Boot LU，因此主機(jī)會(huì)從LU 1上讀取啟動(dòng)代碼完成系統(tǒng)的啟動(dòng)。

值得一提的是，Boot LU不是必須的。如果系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼不是存儲(chǔ)在UFS設(shè)備上，那么Boot LU就不需要，因此bBootLunEn = 0。

RPMB LU

在UFS里，有這么一個(gè)LU，主機(jī)往該LU寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，UFS設(shè)備會(huì)校驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性，只有特定的主機(jī)才能寫(xiě)入；同時(shí)，主機(jī)在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，也提供了校驗(yàn)機(jī)制，保證了主機(jī)讀取到的數(shù)據(jù)是從該LU上讀的數(shù)據(jù)，而不是攻擊者偽造的數(shù)據(jù)。這個(gè)LU就是RPMB LU。

關(guān)于RPMB，后面有專(zhuān)門(mén)章節(jié)介紹，這里不多說(shuō)。

“四大名擼” 每個(gè)LU分工明確，分別執(zhí)行不同的任務(wù)。下面把 “四大名擼” 能接收的命令列一下：

他們能接收一些通用的命令（如上圖綠色命令），還有只有該LU能執(zhí)行的命令（如紅色命令），具體命令可查看Spec。

需要注意的是，寫(xiě)B(tài)oot LU和RPMB LU時(shí)，它是不支持cache操作的，就是說(shuō)，數(shù)據(jù)必須寫(xiě)到閃存中以后，這筆寫(xiě)命令才算完成。而對(duì)一般LU的寫(xiě)，一般都是cache操作的，即主機(jī)數(shù)據(jù)到設(shè)備的內(nèi)部buffer，設(shè)備就會(huì)回命令完成狀態(tài)給主機(jī).