************************************************************************************** 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 *************************…

块设备是Linux三大设备之一,其驱动模型主要针对磁盘,Flash等存储类设备,块设备(blockdevice)是一种具有一定结构的随机存取设备,对这种设备的读写是按块(所以叫块设备)进行的,他使用缓冲区来存放暂时的数据,待条件成熟后,从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区.作为存储设备,块设备驱动的核心问题就是哪些page->segment->block->sector与哪些sector有数据交互,本文以3.14为蓝本,探讨内核中的块设备驱动模型. 框架 下图是Linux中的块…

块设备是Linux三大设备之一,其驱动模型主要针对磁盘,Flash等存储类设备,本文以3.14为蓝本,探讨内核中的块设备驱动模型 框架 下图是Linux中的块设备模型示意图,应用层程序有两种方式访问一个块设备:/dev和文件系统挂载点,前者和字符设备一样,通常用于配置,后者就是我们mount之后通过文件系统直接访问一个块设备了. 块设备(blockdevice)是一种具有一定结构的随机存取设备,对这种设备的读写是按块(所以叫块设备)进行的,他使用缓冲区来存放暂时的数据,待条件成熟后,从缓存一次性…

<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…

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…

  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…

參考 <Linux内核设计与实现> ******************************************* 页快速缓存是linux内核实现的一种主要磁盘缓存,它主要用来降低对磁盘的IO操作,详细地讲,是通过把磁盘中的数据缓存到物理内存中,把对磁盘的訪问变为对物理内存的訪问.为什么要这么做呢?一,速度:二暂时局部原理.有关这两个概念,相信熟悉操作系统的我们不会太陌生.页快速缓存是由RAM中的物理页组成的,缓存中的每一页都相应着磁盘中的多个块.每当内核開始运行一个页IO操作时,就先…

磁盘驱动就是实现磁盘空间和内存空间数据上的交互,在上一篇中我们讨论了内存端的Page Segment Block Sector相关的概念,本文以3.14内核为例,讨论这部分内存是如何被组织管理的.我们知道,为了解决CPU和内存的速度不匹配,计算机系统引入了Cache缓存机制,这种硬件Cache的速度接近CPU内部寄存器的速度,可以提高系统效率,同样的思路也适用于解决内存和磁盘的速度不匹配问题,此外,磁盘多是机械式的,从寿命的角度考虑也不适合频繁读写,所以内核就将一部分内存作为缓存,提高磁盘访问速…

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.…