块设备是Linux三大设备之一,其驱动模型主要针对磁盘,Flash等存储类设备,块设备(blockdevice)是一种具有一定结构的随机存取设备,对这种设备的读写是按块(所以叫块设备)进行的,他使用缓冲区来存放暂时的数据,待条件成熟后,从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区.作为存储设备,块设备驱动的核心问题就是哪些page->segment->block->sector与哪些sector有数据交互,本文以3.14为蓝本,探讨内核中的块设备驱动模型. 框架 下图是Linux中的块…

磁盘驱动就是实现磁盘空间和内存空间数据上的交互,在上一篇中我们讨论了内存端的Page Segment Block Sector相关的概念,本文以3.14内核为例,讨论这部分内存是如何被组织管理的.我们知道,为了解决CPU和内存的速度不匹配,计算机系统引入了Cache缓存机制,这种硬件Cache的速度接近CPU内部寄存器的速度,可以提高系统效率,同样的思路也适用于解决内存和磁盘的速度不匹配问题,此外,磁盘多是机械式的,从寿命的角度考虑也不适合频繁读写,所以内核就将一部分内存作为缓存,提高磁盘访问速…

http://www.sysnote.org/2015/08/06/linux-io-stack/…

************************************************************************************** 參考: <Linux内核设计与实现> http://laokaddk.blog.51cto.com/368606/699028/ http://www.cnblogs.com/zhenjing/archive/2012/06/20/linux_writeback.html *************************…

块设备驱动程序<1>.块设备和字符设备的区别1.读取数据的单元不同,块设备读写数据的基本单元是块,字符设备的基本单元是字节.2.块设备可以随机访问,字符设备只能顺序访问. 块设备的访问:当多个请求提交给块设备时,执行效率依赖于请求的顺序.如果所有的请求是同一个方向(如:写数据),执行效率是最大的.内核在调用块设备驱动程序例程处理请求之前,先收集I/O请求并将请求排序,然后,将连续扇区操作的多个请求进行合并以提高执行效率,对I/O请求排序的算法称为电梯算法(elevator algorithm)…

<机械硬盘> a:磁盘结构 -----传统的机械硬盘一般为3.5英寸硬盘,并由多个圆形蝶片组成,每个蝶片拥有独立的机械臂和磁头,每个堞片的圆形平面被划分了不同的同心圆,每一个同心圆称为一个磁道,位于最外面的道的周长最长称为外道,最里面的道称为内道,通常硬盘厂商会将圆形蝶片最靠里面的一些内道(速度较慢,影响性能)封装起来不用:道又被划分成不同的块单元称为扇区,每个道的周长不同,现代硬盘不同长度的道划分出来的扇区数也是不相同的,而磁头不工作的时候一般位于内道,如果追求响应时间,则数据可存储在硬盘的…

编辑手记:本文主要讲解Linux IO调度层的三种模式:cfp.deadline和noop,并给出各自的优化和适用场景建议. 作者简介: 邹立巍 Linux系统技术专家.目前在腾讯SNG社交网络运营部 计算资源平台组,负责内部私有云平台的建设和架构规划设计. 曾任新浪动态应用平台系统架构师,负责微博.新浪博客等重点业务的内部私有云平台架构设计和运维管理工作. IO调度发生在Linux内核的IO调度层.这个层次是针对Linux的整体IO层次体系来说的.从read()或者write()系统调用的角度…

当文件系统通过submit_bio提交IO之后,请求就进入了通用块层.通用块层会对IO进行一些预处理的动作,其目的是为了保证请求能够更加合理的发送到底层的磁盘设备,尽量保证性能最佳.这里面比较重要的就是IO调度模块.大家可能都听说过CFQ,除此之前还有DeadLine和Noop等,这些都是磁盘的调度算法.其中CFQ调度算法用的最多. 如果忽略块设备的层叠结构和各种映射,简化的结构大概有3层,如图1所示.这里的3层并非都是软件,还包含硬件.通用块层就不用多说了,这里主要完成IO的合并和调度等操作.…

1.注册:向内核注册个块设备驱动,其实就是用主设备号告诉内核这个代表块设备驱动 sbull_major  =  register_blkdev(sbull_major, "sbull"); if (0 >=  sbull_major){ printk(KERN_WARNING "sbull:   unable  to  get  major  number!\n"); return  -EBUSY; }   2.定义设备结构体: struct sbull_de…

KVM 虚拟化原理探究(6)- 块设备IO虚拟化 标签(空格分隔): KVM [toc] 块设备IO虚拟化简介 上一篇文章讲到了网络IO虚拟化,作为另外一个重要的虚拟化资源,块设备IO的虚拟化也是同样非常重要的.同网络IO虚拟化类似,块设备IO也有全虚拟化和virtio的虚拟化方式(virtio-blk).现代块设备的工作模式都是基于DMA的方式,所以全虚拟化的方式和网络设备的方式接近,同样的virtio-blk的虚拟化方式和virtio-net的设计方式也是一样,只是在virtio backe…