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データ構造

ブロックI/Oはstruct bio構造体で管理される。ブロックI/O処理部は上位(Buffer,PageCache等)からどのようなI/Oを行うかをbioで受け取る。ブロックI/O処理部はbioをI/O Requestに変換してElevator(I/Oスケジューラ)に入れる。

フィールド	説明
bi_sector	I/Oを行う領域の先頭セクタ番号
bi_next	bioのリスト。ブロックI/Oが既存のRequestにマージされていく時にチェーンされていく。
bi_dev	I/Oを行うブロックデバイスの構造体へのポインタ
bi_rw	I/OがRead/Writeかを示す。ビットマップになっており、同期I/Oか非同期I/Oかの情報も持つ。
bi_vcnt	bi_io_vecに格納されているエントリ数
bi_size	I/Oの合計サイズ(Byte) この値を512で割ってセクタ数を求めている。
bi_max_vecs	bi_io_vecに確保されている領域のエントリ数。 (1,4,16,64,128,BIO_MAX_PAGESのいずれか)
bi_io_vec	I/O対象のページを指すリスト。struct bio_vecの配列になっている。ここで指定されたページとの間で、ブロックデバイスとデータがRead/writeされる。
bi_end_io	I/O完了時に呼び出されるハンドラ

フィールド	説明
bv_page	ページのアドレス
bv_len	データ長
bv_offset	データ開始位置のページ内のオフセット

RequestQueueのPlug/Unplug

I/O Requestを細切れで出さないで、まとめるためにしばらくPlug(封鎖)してRequestをため込む。Unplugすると、RequestQueueにたまっていたRequestをデバイスに発行する。

Plugする契機:

• RequestをRequestQueueに積もうとした時、Queueが空だった

Unplugする契機:

• RequestをElevatorに入れた時に一定数を越えた(elv_insert())
• Plugされてから一定時間経過した(blk_unplug_timeout())

関連関数

I/O発行関連

submit_bio(rw, bio)

generic_make_request()

/*
 * パーティションサイズのチェック
 */

do {
    /* デバイスのRequestQueue(bdev->bd_disk->queue)取得 */
    q = bdev_get_queue(bio->bi_bdev);
    :
    ret = q->make_request_fn(q, bio);  // (*1)
} while (ret);

__make_request()

if (barrier || elv_queue_empty(q))
    goto get_rq;

/* 既にElevatorにあるRequestにマージできないかチェック */
el_ret = elv_merge(q, &req, bio);
switch (el_ret) {
case ELEVATOR_BACK_MERGE:  /* 既存RequestにBackMerge可  */
    if (!q->back_merge_fn(q, req, bio))
        break;

    /* Requestのマージ
     *   Requestのbiotailにbioを追加
     *   セクタ数を加算
     */

    /* マージしたことでさらに次のRequestと
     * マージしようとする */
    if (!attempt_back_merge(q, req))
        /* マージが無理ならさっき行ったマージ分をElevatorに通知 */
        elv_merged_request(q, req);
    goto out;

case ELEVATOR_FRONT_MERGE: /* 既存RequestにFrontMerge可 */
  if (!q->front_merge_fn(q, req, bio))
        break;

    /* Requestのマージ
     *   Requestのbioリストの先頭に追加
     *   データの格納アドレスを更新
     *   セクタ数を加算
     */

    if (!attempt_front_merge(q, req))
        elv_merged_request(q, req);
    goto out;

default:
    /* マージできないので新規Requestを作成して投入 */
    ;
}

get_rq:
/*
 * bioからRequestを作成する
 */
req = get_request_wait(q, rw, bio);

init_request_from_bio(req, bio);

/* Elevatorが空ならRequestQueueをPlug(封鎖)して
 * Requestが細切れで発行されないようにする。
 */
if (elv_queue_empty(q))
    blk_plug_device(q);

/* ElevatorにRequestを投入 */
add_request(q, req);

out:
    /* 同期I/OならRequestQueueをUnplugして
     * すぐにI/Oを実行させる
     */
    if (sync)
        __generic_unplug_device(q);
    return 0;

Plug関連

blk_plug_device()


generic_unplug_device()

• RequestQueueのQUEUE_FLAG_PLUGGEDをクリア
• デバイスドライバのRequest実行ルーチン(q->request_fn())を呼び出してI/Oを実行

blk_unplug_timeout()


blk_unplug_work()



[関連ページ]
I/Oスケジューラ