塊裝置之三

在將請求提交給塊裝置時，核心提供了各種排程策略，這些排程器用於重排和排程i/o請求以獲得最優的效能。i/o排程器在核心中被稱為elevator。核心使用了如下資料結構來實現和管理i/o排程器：

struct elevator_type
;

i/o排程器的操作函式集定義如下：

struct elevator_ops
;

在初始化請求佇列時，核心會用elevator_init來初始化排程器及其關聯的排程佇列。隨後該

核心實現了四種i/o排程器，分別為：

該排程器是預設的排程器。該排程器圍繞排程佇列進行，核心使用乙個輪轉演算法來處理各個佇列，這確保了i/o頻寬以公平的方式在各個佇列之間進行分配。

該排程器適用於兩個目地：

盡可能保證請求在一定的時間內完成：如果要用於該目地，就要使用定時機制保證請求的到期時間

該排程器就是乙個fifo形式的排程器。請求被以先來先服務的形式入隊。請求可以合併但是無法重排。

它會對應用程式的讀寫進行**以獲得最優性能。它假設應用程式的讀寫請求不是孤立的，簡單的說如果應用程式提交了乙個讀請求，則它認為下乙個請求也是讀，從而進行優化（當然這只是乙個簡單的說明，實際的**要複雜的多）。

如果要修改系統預設的排程器，可以通過設定啟動引數elevator=排程器名字來修改。如果只是要臨時修改某個裝置的排程器，可以通過sys檔案系統下該裝置目錄中的queue目錄中的

scheduler檔案來實現，把自己希望使用的排程器的名字寫入該檔案即可。比如：

root@rover-optiplex-780:/sys/block/sda/queue# cat scheduler

noop [deadline] cfq

root@rover-optiplex-780:/sys/block/sda/queue# echo cfq > /sys/block/sda/queue/scheduler

root@rover-optiplex-780:/sys/block/sda/queue# cat /sys/block/sda/queue/scheduler

noop deadline [cfq]

請求佇列的管理對於塊層是很重要的，其中涉及到很多管理請求佇列的api。做一下簡單的總結。

struct request_queue *blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
void blk_cleanup_queue(struct request_queue *q)

這兩個api分別用來建立和刪除請求佇列

struct request *blk_fetch_request(struct request_queue *q);

用於獲取請求

void blk_complete_request(struct request *);

用於在處理完乙個請求時呼叫。

void blk_abort_request(struct request *);

取消乙個請求

void blk_requeue_request(struct request_queue *, struct request *);

重新將乙個請求新增到請求佇列中

void blk_start_queue(struct request_queue *q);
void blk_stop_queue(struct request_queue *q);
void blk_run_queue(struct request_queue *);

這三個api分別用於啟動請求佇列，停止請求佇列，執行乙個請求佇列。

void blk_queue_segment_boundary(struct request_queue *q, unsigned long mask)；

如果乙個裝置無法處理跨越某個邊界的段，就用該函式設定其邊界，mask是個邊界掩碼，比如0xffffffff表示無法跨越4m邊界。

在linux中一切皆檔案，linux將所有裝置也都當做乙個檔案來處理。這裡簡單梳理下二者的關係

linux檔案系統使用索引節點來記錄檔案資訊，索引節點是乙個資料結構，它包含了乙個檔案的檔名，位置，大小，建立或修改時間，訪問許可權，所屬關係等檔案控制資訊，乙個檔案系統維護了乙個索引節點的陣列，每個檔案或目錄都與索引結點陣列中的唯一乙個元素對應，系統為每個索引結點分配了乙個號碼，也就是該結點在陣列中的索引號，稱為索引結點號。

linux檔案系統將檔案索引結點號和檔名同時儲存在目錄中，所以目錄只是將檔案的名稱和它的索引結點號結合在一起的一張表。

在linux中磁碟塊由四個部分組成，分別為引導塊、專用塊、 i節點表塊和資料儲存塊。

linux系統中的每個檔案都被賦予乙個唯一的數值，這個數值稱做索引節點。索引節點儲存在乙個稱作索引節點表＜ inode table＞中，該錶在磁碟格式化時被分配。每個實際的磁碟或分割槽都有其自己的索引節點表。乙個索引節點包含檔案的所有資訊，包括磁碟上資料的位址和檔案型別。檔案型別包括如普通檔案、目錄和特殊檔案這樣的資訊。

linux硬碟組織方式為:引導區、超級塊（superblock)，索引結點（inode)，資料塊（datablock)，目錄塊（diredtory block)。其中超級塊中包含了關於該硬碟或分割槽上的檔案系統的整體資訊，如檔案系統的大小等；超級塊後面的資料結構是索引結點，它包含了針對某乙個具體檔案的幾乎全部資訊，如檔案的訪問許可權、所有者、大小、建立時間以及對應的目錄塊和資料塊等；資料塊是真正儲存檔案內容的位置。但是索引結點中不包括檔案的名字，檔名是放在目錄塊裡的。目錄塊裡包含有檔案的名字以及此檔案的索引結點編號。

塊裝置之三

Linux塊裝置驅動（三）程式設計

塊裝置簡介

塊裝置驅動

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