linux内核之块设备三---块设备排入bio请求

最新推荐文章于 2023-11-04 16:03:23 发布

revoer001

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分类专栏： linux内核之块设备文章标签： linux kernel

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/revoer001/article/details/52003737

本文介绍了Linux内核中处理块设备请求的过程，特别是如何合并bio请求到request中。当bio无法合并时，会创建新的request并将其添加到调度队列，由调度器根据特定算法进行派发。合并策略包括前后合并，并涉及调度器的合并函数和插入策略。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

该接口作为通用的块设备处理bio请求的方式，主要思路是尽可能的合并bio到请求request中，如果可能进一步将连续的request合并；如果不能合并bio，则新建请求，初始化后，plug

互斥方式：加锁，请求队列的锁

涉及到不同的调度算法：将新建的请求添加到调度器的调度队列，由unplug触发调度器，进而将请求按照特定的调度算法将请求派发到请求队列的派发队列。

/*块设备排入bio请求*/
int blk_queue_bio(struct request_queue *q, struct bio *bio)
{
    struct request *req;
    int el_ret;
    unsigned int bytes = bio->bi_size;
    const unsigned short prio = bio_prio(bio);
    const bool sync = bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_SYNCIO);
    const bool unplug = bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_UNPLUG);
    const unsigned int ff = bio->bi_rw & REQ_FAILFAST_MASK;
    int where = ELEVATOR_INSERT_SORT;
    int rw_flags;

    /* BIO_RW_BARRIER is deprecated */
    if (WARN_ONCE(bio_rw_flagged(bio, BIO_RW_BARRIER),
        "block: BARRIER is deprecated, use FLUSH/FUA instead\n")) {
        bio_endio(bio, -EOPNOTSUPP);
        return 0;
    }

    /*
     * low level driver can indicate that it wants pages above a
     * certain limit bounced to low memory (ie for highmem, or even
     * ISA dma in theory)
     */
    blk_queue_bounce(q, &bio);

    if (bio_integrity_enabled(bio) && bio_integrity_prep(bio)) {
        bio_endio(bio, -EIO);
        return 0;
    }

    spin_lock_irq(q->queue_lock);

    if (bio->bi_rw & (BIO_FLUSH | BIO_FUA)) {     //FLUSH的bio，直接申请新的request
        where = ELEVATOR_INSERT_FLUSH;
        goto get_rq;
    }

    if (elv_queue_empty(q))                                   //调度器队列为空，则无法合并bio请求，申请新的request
        goto get_rq;

    el_ret = elv_merge(q, &req, bio);                    //调度器尝试合并bio到req请求
    switch (el_ret) {
    case ELEVATOR_BACK_MERGE:                     //1、向后合并bio到req请求
        BUG_ON(!rq_mergeable(req));

        if (!ll_back_merge_fn(q, req, bio))               //1)查看是否超过请求request的最大字节，或是request的最大段数
            break;

        trace_block_bio_backmerge(q, bio);

        if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff)
            blk_rq_set_mixed_merge(req);

        req->biotail->bi_next = bio;                       //2)将bio添加到req请求的尾部
        req->biotail = bio;
        req->__data_len += bytes;
        req->ioprio = ioprio_best(req->ioprio, prio);
        if (!blk_rq_cpu_valid(req))
            req->cpu = bio->bi_comp_cpu;
        drive_stat_acct(req, 0);
        elv_bio_merged(q, req, bio);                      //调度器合并bio到req请求
        if (!attempt_back_merge(q, req))               //3)继续尝试将请求req和其后面的请求合并，可以合并返回1，无法合并返回0
            elv_merged_request(q, req, el_ret);       //无法合并请求后的处理
        goto out;

    case ELEVATOR_FRONT_MERGE:                 //2、向前合并bio到req请求
        BUG_ON(!rq_mergeable(req));

        if (!ll_front_merge_fn(q, req, bio))            //1)查看是否超过请求request的最大字节，或request的最大段数
            break;

        trace_block_bio_frontmerge(q, bio);

        if ((req->cmd_flags & REQ_FAILFAST_MASK) != ff) {
            blk_rq_set_mixed_merge(req);
            req->cmd_flags &= ~REQ_FAILFAST_MASK;
            req->cmd_flags |= ff;
        }

        bio->bi_next = req->bio;                         //2)将bio请求添加到req请求的头部
        req->bio = bio;

        /*
         * may not be valid. if the low level driver said
         * it didn't need a bounce buffer then it better
         * not touch req->buffer either...
         */
        req->buffer = bio_dat