Linux-IO-Block--块设备的表示.doc

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1、LinuxI/OBlock--块设备的表示分类： Linux驱动程序2012-12-0716:05 1959人阅读 评论(1) 收藏 举报      块设备的特点是其平均访问时间较长，因此为了提高块设备的访问效率，Linux内核用了很多的笔墨来设计和块设备相关的部分，这样一来，从代码的角度来看，访问一个文件的过程变得尤其的漫长……整个路径包含的过程基本可以概括为虚拟文件系统-->块设备实际文件系统-->通用块层-->I/Oscheduler-->块设备驱动程序。为了提高块设备的访问效率，内核主要是在两个方面下功夫：1.引入缓存，当用户空间要访问文件时，内核不可能每次都去访问块设备，内核会将块设

2、备的内容读取到内存中，以便下次访问时可以直接在内存中找到相应的内容，这其中又涉及到了预读等相关的问题，当然这不是现在关注的重点……2.对于I/O请求的重排列，I/O请求并不会立即被响应，而是会放在一个队列里进行一段延迟，以期能够和后来的I/O请求进行合并或者进行排序。因为像磁盘这样的块设备，其耗时主要是因为磁头的定位，因此内核会尽量保证磁头只往一个方向移动，而不是来回移动(可以和电梯的运作进行对比)，简而言之，就是将存储介质上相邻的数据请求安排在一起，对于I/O请求的处理主要包括合并和排序，具体如何处理，由I/Oscheduler决定。 首先，我们先来了解一个块设备是如何表示的。描述块设备的数

3、据结构有两个，一个是structblock_device,用来描述一个块设备或者块设备的一个分区；另一个是structgendisk，用来描述整个块设备的特性。对于一个包含多个分区的块设备，structblock_device结构有多个，而structgendisk结构永远只有一个。[cpp] viewplaincopy1.struct block_device {  2.    dev_t           bd_dev;  /* not a kdev_t - it's a search key */  3.    struct inode *      bd_inode;   /* wi

4、ll die */  4.    struct super_block *    bd_super;  5.    int         bd_openers;  6.    struct mutex        bd_mutex;   /* open/close mutex */  7.    struct list_head    bd_inodes;  8.    void *          bd_holder;  9.    int         bd_holders;  10.#ifdef CONFIG_SYSFS  11.    struct list_head    b

5、d_holder_list;  12.#endif  13.    struct block_device *   bd_contains;  14.    unsigned        bd_block_size;  15.    struct hd_struct *  bd_part;  16.    /* number of times partitions within this device have been opened. */  17.    unsigned        bd_part_count;  18.    int         bd_invalidated; 

6、 19.    struct gendisk *    bd_disk;  20.    struct list_head    bd_list;  21.    /* 22.     * Private data.  You must have bd_claim'ed the block_device 23.     * to use this.  NOTE:  bd_claim allows an owner to claim 24.     * the same device multiple times, the owner must take special 25.     * ca

7、re to not mess up bd_private for that case. 26.     */  27.    unsigned long       bd_private;  28.  29.    /* The counter of freeze processes */  30.    int         bd_fsfreeze_count;  31.    /* Mute