簡介Linux Block I/O Layer (三) - I/O Path

此系列文章最後講解Block I/O Layer I/O Path運作原理。圖一為I/O Path簡易圖，檔案系統核心經由submit_bio函式將該bio交給Block I/O Layer的generic_make_request和__generic_make_request函式，緊接著呼叫__make_request_fn callback函式 (對應至__make_request())，此函式主要目的用來檢查此bio是否可以跟尚未處理的request結構的bio成員結合在一起 (merge)，如果不行的話，則另外配置一個新的request結構並將其bio安插至該reqeust結構，再將該request交給I/O Scheduler，最後Block I/O Layer經由request_fn() callback function將待處理的request交給SCSI子系統。


                               圖一、Block I/O Layer之I/O Path簡易圖


下圖二為Linux Block I/O Layer核心I/O Path示意圖，此圖以ReiserFS為例，此圖對每個函式有詳細的解釋，所以在此不再解釋，請參照圖二。


                               圖二、Block I/O Layer之I/O Path


【Reference】
1. Linux Device Driver, third edition
2. Linux Kernel Source 2.6.31
3. Request-based Device-mapper multipath and Dynamic load balancing
4. Understanding the Linux Kernel, Third Edition - Chapter 14. Block Device Drivers

簡介Linux Block I/O Layer (二) - 探討BIO (Block I/O) and Request 結構

上一篇文章簡單介紹page, bio和request結構的定位，本篇文章著重於探討bio與request結構是如何串起來的。底下將分別介紹reqeust queue、request、bio與bio_vec等資料結構。首先，下圖展示這四個資料結構的關係。



Request Queue
Request Queue用來將待處理的request串成一個雙向的鏈結串列，此結構 (struct request_queue)定義在include/linux/blkdev.h檔頭檔。

Request
一個request資料結構，即表示一次block I/O傳輸請求。結構裡的queuelist便是將整個request串起來的成員，bio成員代表該request所欲傳輸block I/O個數，buffer成員代表當前資料傳輸的buffer區塊。request資料結構裡還有許多其它成員，詳見include/linux/blkdev.h標頭檔。

BIO (Block I/O)
當block I/O layer上層 (可參考此篇文章的圖，Ex: 檔案系統或虛擬記憶體子系統)欲傳輸某一區塊時，該層便會產生一個bio結構並交由Block I/O Layer，Block I/O Layer將新請求的bio併入現有的request結構裡 (前提是該request結構裡的bio所欲傳輸的區塊磁區剛好跟新請求的bio所欲傳輸的區塊磁區相近，如此變能發揮更大的傳輸效益)，或者產生一個新的request結構並將此bio併入此request結構，此結構 (struct request_queue)定義在include/linux/bio.h標頭檔。

bio_vec (BIO Vector)
bio結構裡有一個稱為bi_io_vec一維陣列的成員，該陣列成員紀錄欲傳輸的資料緩衝區在記憶體何處。

【Reference】
1. Linux Device Driver, third edition
2. Linux Kernel Source 2.6.31
3. Request-based Device-mapper multipath and Dynamic load balancing
4. Understanding the Linux Kernel, Third Edition - Chapter 14. Block Device Drivers

簡介Linux Block I/O Layer (一) - Page, BIO (Block I/O) and Request 結構意義

Linux Block I/O Layer主要處理上層檔案系統的請求，進而將該請求往丟至低層的low-level device driver (例如: Linux SCSI Subsystem)，下圖展示出這三層的關係，由圖中可知檔案系統驅動程式主要以page結構來描述所欲存取的資料在哪裡, 接著檔案系統驅動程式將page結構轉換bio (Block I/O)，並經由submit_bio函式將該請求送至Block I/O Layer，該層主要任務便將bio結構轉換成request結構 (往後會有幾篇探討該層運作細節)，並將該request結構丟至low-level device driver，以上是簡單的介紹.



【Reference】
1. Linux Device Driver, third edition
2. Linux Kernel Source 2.6.31
3. Request-based Device-mapper multipath and Dynamic load balancing

C語言malloc之sizeof使用技巧

C語言程式設計師使用結構指標時，在配置一塊記憶體時通常都會使用下列宣告描述 (粗體字):

struct abc {
     char *ptr;
     int var[20];
     struct abc *next;
};

struct abc *ptr = (struct abc *) malloc(sizeof(struct abc));

另一種寫法可以將程式碼簡化，將sizeof(struct abc)改成sizeof(*ptr)，如下所示:

struct abc *ptr = malloc(sizeof(*ptr));

提供給各位參考.