本文來源於:
1. http://blog.csdn.net/jianchi88/article/details/7212370
2. http://blog.chinaunix.net/uid-27664726-id-3349507.html
一: 塊設備概念:
一種具有一定結構的隨機存取設備,對這種設備的讀寫是按塊進行的,他使用緩沖區來存放暫時的數據,待條件成熟后,從緩存一次性寫入設備或者從設備一次性讀到緩沖區。可以隨機訪問,塊設備的訪問位置必須能夠在介質的不同區間前后移動。
二: 塊設備相關屬性:
扇區(Sectors):任何塊設備硬件對數據處理的基本單位。通常,1個扇區的大小為512byte。(對設備而言)
塊 (Blocks):由Linux制定對內核或文件系統等數據處理的基本單位。通常,1個塊由1個或多個扇區組成。(對Linux操作系統而言)
段(Segments):由若干個相鄰的塊組成。是Linux內存管理機制中一個內存頁或者內存頁的一部分。
三: 塊設備被訪問的分層實現:
1. 首先塊設備驅動是以何種方式對塊設備進行訪問的。在Linux中,驅動對塊設備的輸入或輸出(I/O)操作,都會向塊設備發出一個請求,在驅動中用request結構體描述。但對於一些磁盤設備而言請求的速度很慢,這時候內核就提供一種隊列的機制把這些I/O請求添加到隊列中(即:請求隊列),在驅動中用request_queue結構體描述。在向塊設備提交這些請求前內核會先執行請求的合並和排序預操作,以提高訪問的效率,然后再由內核中的I/O調度程序子系統(即:上圖中的I/O調度層)來負責提交I/O請求,I/O調度程序將磁盤資源分配給系統中所有掛起的塊I/O請求,其工作是管理塊設備的請求隊列,決定隊列中的請求的排列順序以及什么時候派發請求到設備,關於更多詳細的I/O調度知識這里就不深加研究了。
2. 塊設備驅動又是怎樣維持一個I/O請求在上層文件系統與底層物理磁盤之間的關系呢?這就是上圖中通用塊層(Generic Block Layer)要做的事情了。在通用塊層中,通常用一個bio結構體來對應一個I/O請求,它代表了正在活動的以段(Segment)鏈表形式組織的塊IO操作,對於它所需要的所有段又用bio_vec結構體表示。
3,塊設備驅動又是怎樣對底層物理磁盤進行反問的呢?上面講的都是對上層的訪問對上層的關系。Linux提供了一個gendisk數據結構體,用他來表示一個獨立的磁盤設備或分區。在gendisk中有一個類似字符設備中file_operations的硬件操作結構指針,他就是block_device_operations結構體,他的作用相信大家已經很清楚了。