Linux3.10.0块IO子系统流程（5）-- 为SCSI命令准备聚散列表

SCSI数据缓冲区组织成聚散列表的形式。Linux内核中表示聚散列表的基本数据结构是scatterlist，虽然名字中有list，但它只对应一个内存缓冲区，聚散列表就是多个scatterlist的组合。这种组合是链表+数组的结合。这是因为他使用的内存以页面为基本单位分配，每个页面相当于一个scatterlist。每个scatterlist以链表方式组织起来。

 

 1 /*
 2 * Function:    scsi_init_io()
 3 *
 4 * Purpose:     SCSI I/O initialize function.
 5 *
 6 * Arguments:   cmd   - Command descriptor we wish to initialize
 7 *
 8 * Returns:     0 on success
 9 *        BLKPREP_DEFER if the failure is retryable
10 *        BLKPREP_KILL if the failure is fatal
11 */
12 int scsi_init_io(struct scsi_cmnd *cmd, gfp_t gfp_mask)
13 {
14     struct request *rq = cmd->request;
15 
16     // 初始化sg列表
17     int error = scsi_init_sgtable(rq, &cmd->sdb, gfp_mask);
18     if (error)
19         goto err_exit;
20 
21     // 如果是双向请求，则为关联的request分配SCSI数据缓冲区，用于另一方向的数据传输，然后调用scsi_init_sgtable分配聚散列表，最后进行映射
22     if (blk_bidi_rq(rq)) {
23         struct scsi_data_buffer *bidi_sdb = kmem_cache_zalloc(
24             scsi_sdb_cache, GFP_ATOMIC);
25         if (!bidi_sdb) {
26             error = BLKPREP_DEFER;
27             goto err_exit;
28         }
29 
30         rq->next_rq->special = bidi_sdb;
31         error = scsi_init_sgtable(rq->next_rq, bidi_sdb, GFP_ATOMIC);
32         if (error)
33             goto err_exit;
34     }
35 
36     /*
37      * 如果是完整性请求，即原始bio中带有完整性载荷，则调用blk_rq_count_integrity_sg计算完整性数据段的数目
38      * 然后调用scsi_alloc_sgtable分配聚散列表，再调用blk_rq_map_integrity_sg将完整性数据映射到这个聚散列表，最后更新聚散列表已映射的项数
39      * 实际上，完整性请求的处理过程概括了scsi_init_sgtable的操作流程，它实际上是这个过程的一个封装
40      * 即调用scsi_alloc_sgtable分配指定数据数据段的聚散列表，然后调用blk_rq_map_sg进行映射，最后更新列表已映射的项数
41      */
42     if (blk_integrity_rq(rq)) {
43         struct scsi_data_buffer *prot_sdb = cmd->prot_sdb;
44         int ivecs, count;
45 
46         BUG_ON(prot_sdb == NULL);
47         ivecs = blk_rq_count_integrity_sg(rq->q, rq->bio);
48 
49         if (scsi_alloc_sgtable(prot_sdb, ivecs, gfp_mask)) {
50             error = BLKPREP_DEFER;
51             goto err_exit;
52         }
53 
54         count = blk_rq_map_integrity_sg(rq->q, rq->bio,
55                         prot_sdb->table.sgl);
56         BUG_ON(unlikely(count > ivecs));
57         BUG_ON(unlikely(count > queue_max_integrity_segments(rq->q)));
58 
59         cmd->prot_sdb = prot_sdb;
60         cmd->prot_sdb->table.nents = count;
61     }
62 
63     return BLKPREP_OK ;
64 
65 err_exit:
66     scsi_release_buffers(cmd);
67     cmd->request->special = NULL;
68     scsi_put_command(cmd);
69     return error;
70 }

 

blk_rq_map_sg函数如下：

 

 1 /*
 2  * map a request to scatterlist, return number of sg entries setup. Caller
 3  * must make sure sg can hold rq->nr_phys_segments entries
 4  */
 5 int blk_rq_map_sg(struct request_queue *q, struct request *rq,
 6           struct scatterlist *sglist)
 7 {
 8     struct bio_vec *bvec, *bvprv;
 9     struct req_iterator iter;
10     struct scatterlist *sg;
11     int nsegs, cluster;
12 
13     nsegs = 0;
14     cluster = blk_queue_cluster(q);
15 
16     /*
17      * for each bio in rq
18      */
19     bvprv = NULL;
20     sg = NULL;
21     rq_for_each_segment(bvec, rq, iter) {
22         __blk_segment_map_sg(q, bvec, sglist, &bvprv, &sg,
23                      &nsegs, &cluster);
24     } /* segments in rq */
25 
26 
27     if (unlikely(rq->cmd_flags & REQ_COPY_USER) &&
28         (blk_rq_bytes(rq) & q->dma_pad_mask)) {
29         unsigned int pad_len =
30             (q->dma_pad_mask & ~blk_rq_bytes(rq)) + 1;
31 
32         sg->length += pad_len;
33         rq->extra_len += pad_len;
34     }
35 
36     if (q->dma_drain_size && q->dma_drain_needed(rq)) {
37         if (rq->cmd_flags & REQ_WRITE)
38             memset(q->dma_drain_buffer, 0, q->dma_drain_size);
39 
40         sg->page_link &= ~0x02;
41         sg = sg_next(sg);
42         sg_set_page(sg, virt_to_page(q->dma_drain_buffer),
43                 q->dma_drain_size,
44                 ((unsigned long)q->dma_drain_buffer) &
45                 (PAGE_SIZE - 1));
46         nsegs++;
47         rq->extra_len += q->dma_drain_size;
48     }
49 
50     if (sg)
51         sg_mark_end(sg);
52 
53     return nsegs;
54 }

 

在bio处理过程中的两次合并，第一个合并由IO调度算法负责，它将在磁盘扇区上连续的请求合并到一个request中。第二次合并出现在SCSI策略例程，如果低层驱动支持，则进而将内存中连续的段合并为聚散列表中的一项，如下图，两个bio（每个bio有两段请求）在经过两个合并之后，聚散列表最终有三个项目。

 

posted @ 2018-07-05 06:50  陆小呆  阅读(1589)  评论(0)  编辑  收藏  举报