Linux块层深入解析：bio与request层的关键函数

"本文主要介绍了Linux块层中的关键函数`generic_make_request`，它是bio层的入口，负责将bio结构体传递给块层。该函数根据块层的配置选择调用`blk_queue_bio`或`blk_mq_make_request`。在讲解过程中，提到了Linux块层的逻辑结构，包括bio层和request层，以及单队列和多队列的处理方式。" 在Linux内核中，块层扮演着连接文件系统与底层存储设备的重要角色。`generic_make_request`函数是这一层的关键，它不仅接收来自文件系统的I/O请求（以`bio`结构体形式表示），而且根据硬件的配置选择合适的调度策略，将请求提交到块设备的请求队列。函数的主体逻辑首先获取与bio关联的请求队列，然后根据`bio->bi_opf`标志位决定是否设置`BLK_MQ_REQ_NOWAIT`标志。如果队列可以处理请求，函数会继续执行；否则，根据不同的情况，如队列繁忙或请求不允许等待，函数会返回错误并处理I/O错误。 块层分为两个层次：bio层和request层。bio层非常简洁，主要工作是通过`generic_make_request`函数将I/O请求转化为`bio`结构体并传递给request层。request层又分为单队列和多队列模式，根据硬件特性和性能优化需求选择。在单队列模式下，所有请求都通过一个队列处理，这适合传统机械硬盘，通过合并请求来提高效率。而在多队列模式下，每个硬件队列可以独立处理请求，提升了并发性能，尤其适合固态硬盘和其他高性能存储设备。 `generic_make_request`在处理bio时，可能会触发bio的合并或重新提交，因此在调用`make_request_fn`后，不应再修改bio。此外，函数的调用者需要确保bio的各个字段（如`bi_io_vec`、`bi_dev`、`bi_sector`、`bi_end_io`和`bi_private`）正确设置，以便正确地描述I/O操作和完成通知。 Linux块层的多队列技术是为了适应现代存储设备的高性能需求而引入的，它能够更好地利用硬件资源，提高系统I/O性能。随着技术的发展，多队列模式可能会成为块层的主要实现方式。对于开发者来说，理解这些关键函数的工作原理和块层的结构，对于优化I/O性能和调试相关问题至关重要。