MD模块之处理读写过程分析-1

发布时间：2014-09-05 17:07:27作者：知识屋

md可以说是一个虚拟的设备驱动层，它属于块设备驱动，拥有块设备驱动的特点。所以，他实现了块设备操作接口

static struct block_device_operations md_fops =

{

.owner = THIS_MODULE,

.open = md_open,

.release = md_release,

.ioctl = md_ioctl,

.getgeo = md_getgeo,

.media_changed = md_media_changed,

.revalidate_disk= md_revalidate,

};

（对MD的大部分操作均是有md_ioctl接口来实现，少数部分也可由sys文件系统来实现）

按我的理解，我可以把MD模块分为2个部分，一个是控制管理部分，另一个是raid级别实现部分。控制管理部分是一个大的框架，它控制各raid级别模块，他们之间的如何联系的呢？想必看过代码的人都知道了，就是md_k.h中定义的结构体struct mdk_personality，这个结构体中主要定义了一些函数操作集（就像io调度中elevator中定义的一样），这些函数分别由各个raid级别来实现，有些raid级别是不实现某些函数的，这个结构体内容如下：

struct mdk_personality

{

char *name;

int level;

struct list_head list;

struct module *owner;

int (*make_request)(request_queue_t *q, struct bio *bio);

int (*run)(mddev_t *mddev);

int (*stop)(mddev_t *mddev);

void (*status)(struct seq_file *seq, mddev_t *mddev);

/* error_handler must set ->faulty and clear ->in_sync

* if appropriate, and should abort recovery if needed

void (*error_handler)(mddev_t *mddev, mdk_rdev_t *rdev);

int (*hot_add_disk) (mddev_t *mddev, mdk_rdev_t *rdev);

int (*hot_remove_disk) (mddev_t *mddev, int number);

int (*spare_active) (mddev_t *mddev);

sector_t (*sync_request)(mddev_t *mddev, sector_t sector_nr, int *skipped, int go_faster);

int (*resize) (mddev_t *mddev, sector_t sectors);

int (*check_reshape) (mddev_t *mddev);

int (*start_reshape) (mddev_t *mddev);

int (*reconfig) (mddev_t *mddev, int layout, int chunk_size);

/* quiesce moves between quiescence states

* 0 - fully active

* 1 - no new requests allowed

* others - reserved

void (*quiesce) (mddev_t *mddev, int state);

};

make_request：块设备处理请求函数。

run：各raid模块启动函数，例如分配内存、建立线程等。

stop：各raid模块停止函数，释放资源。

status：/proc文件系统接口

error_handler:处理读写发生错误的接口

hot_add_disk：在重建过程中，将热备盘加到阵列中。

hot_remove_disk:在重建过程中，移除失效盘接口

spare_active：激活热备盘接口

check_reshape：阵列扩展检查接口

start_reshape:启动扩展接口

这些函数是在raid模块加载时候注册的。

说了这么多还没说到正题呢，呵呵。。。接下来就步入正题。Linxu中md设备是可以通过文件系统访问的，当创建一个MD设备时，用户态的读写请求通过文件系统发送到MD设备中。熟悉linxu内核的人知道，转发请求的函数就是generic_make_request，这个函数最终会调用队列的make_request_fn方法，如果发送到MD设备中，那么这个方法就由md层中的make_request函数来实现(在struct mdk_personality中定义，由各个raid模块来实现)。由于raid算法定义不同，make_request实现的方式也不同。本质上来说，md层的make_request就是把文件系统发送过来的bio根据各raid算法进行重新分发到各个磁盘上。而md层中的make_request函数最终还会调用generic_make_request来下发bio，如果这次下发的对象是具体的物理设备，make_request_fn方法就由系统的__make_request来实现，那么进入io调度层（我会在以后专门一节分析之）。

这里我们以raid5为例，分析make_request是如何转发bio的。其他raid算法这里就不做介绍了。。

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