Linux块层结构与函数详解：从bio到request层次

本文主要探讨了Linux块层技术中的一个重要概念——函数操作结构体，特别是通过一个名为"elevator_ops"的示例来深入理解。"elevator_ops"是一个用于调度操作的函数集合，它在Linux块层IO管理中扮演着核心角色。在Linux内核中，块层作为文件系统与底层硬件驱动之间的桥梁，其设计复杂且层次分明，包括bio层和request层。 bio层（Block Input/Output）负责处理基本的I/O操作，它接收由文件系统构造的bio结构体，这些结构体包含了I/O请求的基本信息。当一个io请求完成时，bio层通过调用bio->bi_end_io中的回调函数通知上层。这个层非常轻量级，主要负责请求的初步管理和转发。 request层则进一步细化了io处理，分为单队列和多队列两种模式。早期的Linux系统倾向于使用单队列，这适合传统的机械硬盘，因为它们一次只能执行一个操作。单队列策略强调的是连续性和高效利用硬件，通过检查队列状态合并连续的请求，以优化磁盘读写性能。 随着技术的发展，多队列逐渐成为主流，它允许并发处理多个请求，适应现代硬盘的并行I/O能力。多队列的优势在于能够减少请求等待时间，提高整体I/O吞吐量。在多队列的request层，如blk_mq_make_request被调用处理请求，这体现了内核在不断演进中优化IO调度策略。 总结来说，本篇教程通过实际代码示例，展示了Linux块层中函数操作结构体在调度操作中的应用，特别是如何通过elevator_ops来管理和优化bio和request的交互。对于深入理解Linux内核的I/O管理系统以及提高系统的性能优化，这部分内容具有很高的实用价值。读者可以通过本文的学习，逐步掌握Linux块层的工作原理，以及如何根据需求选择和调整队列策略。