raid5_cache.c数据结构之r5l_io_unit

最新推荐文章于 2023-03-12 17:20:51 发布

cherry_hust

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分类专栏： Linux md raid5

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本文详细介绍了RAID5系统中IO单元的结构及其工作原理。涵盖了关键成员变量的功能、初始化过程及状态转换等内容，有助于深入理解RAID5的数据处理流程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1 r5l_io_unit

/*
 * an IO range starts from a meta data block and end at the next meta data
 * block. The io unit's the meta data block tracks data/parity followed it. io
 * unit is written to log disk with normal write, as we always flush log disk
 * first and then start move data to raid disks, there is no requirement to
 * write io unit with FLUSH/FUA
 */
struct r5l_io_unit {
	struct r5l_log *log;

	struct page *meta_page;	/* store meta block */
	int meta_offset;	/* current offset in meta_page */

	struct bio *current_bio;/* current_bio accepting new data */

	atomic_t pending_stripe;/* how many stripes not flushed to raid */
	u64 seq;		/* seq number of the metablock */
	sector_t log_start;	/* where the io_unit starts */
	sector_t log_end;	/* where the io_unit ends */
	struct list_head log_sibling; /* log->running_ios */
	struct list_head stripe_list; /* stripes added to the io_unit */

	int state;
	bool need_split_bio;
};

(1) struct r5l_log *log

指向raid5的全局配置结构体

(2) struct page *meta_page

功能：存储meta block（以sh为单位）

初始化：需要新的r5l_io_unit时，alloc_page(GFP_NOIO | __GFP_NOFAIL | __GFP_ZERO)，接着bio_add_page(io->current_bio, io->meta_page, PAGE_SIZE, 0)添加到结构体current_bio的bvec链表

消亡：__free_page(io->meta_page)，当r5l_io_unit内的数据写到raid后，调用r5l_complete_finished_ios->r5l_free_io_unit->__free_page(io->meta_page)

(3) int meta_offset

功能：记录当前meta_page中的偏移，记录现在一页中数据写到哪里（meta_page采用追加写的方法）

初始化：申请新的meta_page后，现在元数据页写一个r5l_meta_block，接着io->meta_offset = sizeof(struct r5l_meta_block)

变化：每次在meta_page中追加写新的页（data/parity）时，都会在meta_page写元数据信息，写完后offset移动到末尾，的io->meta_offset += sizeof(struct r5l_payload_data_parity) + sizeof(__le32) * (1 + !!checksum2_valid)

结束：判断log->current_io->meta_offset + payload_size > PAGE_SIZE时，说明元数据页不能存放一个完整的sh元数据，就提交current_bio到log中，同时state置IO_UNIT_TO_START

(4) current_bio

功能：接收数据，记录元数据页和stripe的数据/校验页，提交数据到log的单位

初始化：申请新meta时产生，io->current_bio = r5l_bio_alloc(log);

结束：结束函数io->current_bio->bi_end_io = r5l_log_endio

(5) pending_stripe

功能：记录结构体中stripe的数目

变化：新stripe添加到一个当前结构体时，atomic_inc(&io->pending_stripe)；atomic_dec_and_test(&io->pending_stripe)，接着设置io状态IO_UNIT_STRIPE_END

(6) seq

功能：元数据页的序列号

初始化：创建新meta时，io->seq = log->seq++；

变化：没有改变呀

(7) log_start

功能：记录结构体在log的起始扇区

初始化：创建新meta时，io->log_start = log->log_start

变化：current_bio添加新的page后，调用r5_reserve_log_entry函数，这个函数里log中记录当前log中位置（扇区为单位）会加上8（环形存储区域，考虑简单情形）log->log_start=log->log_start + BLOCK_SECTORS；io->log_end记录本次bio的结束位置，io->log_end = log->log_start

(8) log_end

功能：和log_start对应，记录结构体在log的结束扇区

(9) log_sibling

功能：如果io的状态是IO_UNIT_TO_END，就把io->log_sibing从log->running_ios移到log->finished_ios

初始化：创建新meta时，INIT_LIST_HEAD(&io->log_sibling)，list_add_tail(&io->log_sibling, &log->running_ios)，

变化：如果io的状态是IO_UNIT_TO_END，就把io->log_sibing从log->running_ios移到log->finished_ios，或者从log->finished_ios->io删除io->sibling

进：

出：

(10) stripe_list

功能：记录结构体相关的stripe

初始化：申请新meta时，INIT_LIST_HEAD(&io->stripe_list)

变化：从io->stripe_list中取sh->log_list，删除，并置sh->state为STRIPE_HANDLE，准备写入RAID