设备中的IO路径及调度策略

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***。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。其下是驱动层，驱动层是硬件的驱动程序，用于将IO请求转换为对硬件寄存器的操作(注：不同的块设备又有差异，必然iSCSI设备是不会有寄存器操作的)。物理设备不同该驱动层的程序就不同，比如对于SAS直连的磁盘，该驱动层的程序就是SAS驱动，而如果是FC-HBA卡连接的FC-SAN，那么这个驱动层就是FC驱动(比如Qlogic的驱动)。面一层是设备层，设备层通常是一个硬件设备。这里的硬件种类繁多，比如SAS卡、SATA卡、FC-HBA卡或者iSCSI-HBA卡等等。但有的时候又可能并不是硬件设备，比如对于iSCSI来说，该层可能是通过软件模拟的一个设备层，而其请求则是通过网卡发送到目标器端。

主要数据结构及流程

绝大多数程序都是由数据结构和算法2部分内容组成的，数据结构相当于程序的骨架，而算法则是程序的筋和肉。通过算法将数据结构关联起来，从而形成一个完整的整体。人类认识问题的规律是从具体到抽象，从简单到复杂，因此我们先从数据结构开始。理解了数据关键的数据结构，那我们就能更加容易的理解块设备IO的整个逻辑。

在块设备IO中最为关键的数据结构是request_queue，也就是请求队列。该数据结构的简图如图2所示，这个数据结构本身非常复杂，我们这里进行了简化，只保留了部分关键的成员。如图彩色部分是2个函数指针，分别用于接收请求和处理请求。

（编辑：常州站长网）

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