当文件系统通过submit_bio提交IO之后,请求就进入了通用块层.通用块层会对IO进行一些预处理的动作,其目的是为了保证请求能够更加合理的发送到底层的磁盘设备,尽量保证性能最佳.这里面比较重要的就是IO调度模块.大家可能都听说过CFQ,除此之前还有DeadLine和Noop等,这些都是磁盘的调度算法.其中CFQ调度算法用的最多. 如果忽略块设备的层叠结构和各种映射,简化的结构大概有3层,如图1所示.这里的3层并非都是软件,还包含硬件.通用块层就不用多说了,这里主要完成IO的合并和调度等操作.…

************************************************************************************** 參考: <Linux内核设计与实现> http://laokaddk.blog.51cto.com/368606/699028/ http://www.cnblogs.com/zhenjing/archive/2012/06/20/linux_writeback.html *************************…

1.块设备的I/O操作特点 字符设备与块设备的区别: 块设备只能以块为单位接受输入和返回输出,而字符设备则以字符为单位. 块设备对于I/O请求有对应的缓冲区,因此它们可以选择以什么顺序进行响应,字符设备无需缓冲区且直接被读写. 字符设备只能被顺序读写,而块设备可以随机读写. 但是对于磁盘等机械设备而言,顺序的组织块设备的访问可以提高性能 总体而言,块设备驱动比字符设备驱动要复杂得多,在I/O操作上表现出极大的不同,缓冲.I/O调度.请求队列等都是与块设备驱动相关的概念. 对于扇区1.10.3.2…

<机械硬盘> a:磁盘结构 -----传统的机械硬盘一般为3.5英寸硬盘,并由多个圆形蝶片组成,每个蝶片拥有独立的机械臂和磁头,每个堞片的圆形平面被划分了不同的同心圆,每一个同心圆称为一个磁道,位于最外面的道的周长最长称为外道,最里面的道称为内道,通常硬盘厂商会将圆形蝶片最靠里面的一些内道(速度较慢,影响性能)封装起来不用:道又被划分成不同的块单元称为扇区,每个道的周长不同,现代硬盘不同长度的道划分出来的扇区数也是不相同的,而磁头不工作的时候一般位于内道,如果追求响应时间,则数据可存储在硬盘的…

上回最后面介绍了相关数据结构,下面再详细介绍 块设备对象结构 block_device 内核用结构block_device实例代表一个块设备对象,如:整个硬盘或特定分区.如果该结构代表一个分区,则其成员bd_part指向设备的分区结构.如果该结构代表设备,则其成员bd_disk指向设备的通用硬盘结构gendisk 当用户打开块设备文件时,内核创建结构block_device实例,设备驱动程序还将创建结构gendisk实例,分配请求队列并注册结构block_device实例. 块设备对象结构blo…

1. 基本概念: linux设备驱动开发详解(宋宝华): 字符设备与块设备 I/O 操作的不同如下. (1)块设备只能以块为单位接受输入和返回输出,而字符设备则以字节为单位. 大多数设备是字符设备,因为它们不需要缓冲而且不以固定块大小进行操作. (2)块设备对于 I/O 请求有对应的缓冲区,因此它们可以选择以什么顺序进行响应,字符设备无须缓冲且被直接读写 . 对于存储设备而言调整读写的顺序作用巨大,因为在读写连续的扇区比分离的扇区更快. (3)字符设备只能被顺序读写,而块设备可以随机访问. 虽然…

1.注册:向内核注册个块设备驱动,其实就是用主设备号告诉内核这个代表块设备驱动 sbull_major  =  register_blkdev(sbull_major, "sbull"); if (0 >=  sbull_major){ printk(KERN_WARNING "sbull:   unable  to  get  major  number!\n"); return  -EBUSY; }   2.定义设备结构体: struct sbull_de…

本文代码参考<LINUX设备驱动程序>第十六章 块设备驱动程序 本文中的“块设备”是一段大小为PAGE_SIZE的内存空间(两个扇区,每个扇区512字节) 功能:向块设备中输入内容,从块设备中读出内容 注:ldd自带块设备驱动源码在2.6.32内核的发行版上编译时会提示很多API未定义,原因是kernel 2.6中block layer API已经变更了很多,本文的程序参考了http://hi.baidu.com/casualfish/item/7931bbb58925fb951846977d…

  1.4.1  Linux块设备驱动程序原理(1) 顾名思义,块设备驱动程序就是支持以块的方式进行读写的设备.块设备和字符设备最大的区别在于读写数据的基本单元不同.块设备读写数据的基本单元为块,例如磁盘通常为一个sector,而字符设备的基本单元为字节.从实现角度来看,字符设备的实现比较简单,内核例程和用户态API一一对应,这种映射关系由字符设备的file_operations维护.块设备接口则相对复杂,读写API没有直接到块设备层,而是直接到文件系统层,然后再由文件系统层发起读写请求. bl…

Linux块设备的原理远比字符设备要复杂得多,尽管在linux这一块的方法论有很多相似之处,但考虑到它是用中块结构,它常常要搭配内存页管理,页缓冲块缓冲来改善硬盘访问的速度,按照块硬件最大的性能要求进行软件发挥. 我们现在从入门级别的角度来理解块设备在初建时候需要的数据结构和过程,在这里,我以图形的方式呈现,可以按照图示的结构标识找到linux内核源码,看它们的函数就可以理解完整的初建过程. 一．    数据结构. block_device: 旨在描述一个分区或整个磁盘对内核的一个块设备实例 h…