Переход от общего к частному

⇐ ПредыдущаяСтр 38 из 55Следующая ⇒

Это наша первая встреча со множеством абстракций, в которые мы погрузились во время движения от слоя обобщенной файловой системы к слою специальной файловой системы. Рис. 6.17 иллюстрирует то, как структура файла указывает на таблицу операций специфической файловой системы. Вспомните, что при вызове read_inode (), inode заполняется информацией, включающей поле fop, указывающее на соответствующую таблицу операций, определенную в реализации специфической файловой системы (например, ext2).

При создании файла или монтировании слой специфической файловой системы инициализирует свою структуру файловых операций. Так как теперь мы работаем с файловой системой ext2, структура файловых операций будет следующей:

Глава 6* Файловые системы

	file	file.operations	Память
		generic Jile_read()
Lop	—>	>

*read()

Рис. 6.17. Файловые операции

fs/ext2/file.c

42 struct file__operations ext2_file_operations

43.llseek = generic_f ile_llseek,

44.read = generic_file_read,

45.write = generic__file_write,

46.aio_read = generic_file_aio_read,

47.aio_write = generic_file_aio_write,

48.ioctl = ext2_ioctl,

49.ramap = generic__f ile_mmap_/

50.open = generic_file_open_/

51.release *= ext2_L_release_f ile,

52.fsync = ext2_sync_—file,

53.readv = generic_file_readv,

54.writev = generic_file_writev_/

55.sendfile = generic_file_sendfile_/

56 };

Вы можете заметить, что практически в каждой файловой операции файловая система ext2 решает, использовать ли решения Linux по умолчанию. Отсюда возникает вопрос: когда файловая система может захотеть использовать собственную реализацию файловых операций? Когда файловая система существенно отличается от используемых в UNIX, могут потребоваться дополнительные шаги для того, чтобы Linux смогла с ней

Системные вызовы VFS и слой файловой системы

работать. Например, для DOS- или FAT-файловых систем необходимо реализовать собственную операцию записи, но тем не менее использовать стандартную функцию чтения¹. Рассмотрим, как слой специфической файловой системы ext2 передает управление слою обобщенной файловой системы, и начнем с рассмотрения generic_f ile_read().

Mm/filemap.c

924 ssize_t

925 generic_file_read(struct file *filp, char _ user *buf,

size^t count, loff_t *ppos)

926 {

927 struct iovec Iocal_iov = {. iov_base = buf, .iov_len = count };

928 struct kiocb kiocb;

929 ssize__t ret; 930

931 init_sync_Jciocb(& kiocb, filp);

932 ret = ____ generic__r_file_aio_read(& kiocb, & Iocal_iov, 1, ppos);

933 if (-EIOCBQUEUED =- ret)

934 ret = wait_on_sync_Jciocb(& kiocb);

935 return ret;

936 }
937

938 EXPORTjSYMB0L(generic_file_read);

Строки 924-925

Обратите внимание, что параметры просто передаются из функции чтения более высокого уровня. У нас есть filp, файловый указатель; buf, указатель на буфер в памяти, куда читается файл; count, количество символов для чтения, и ppos, позиция в файле, откуда начинается чтение.

Строка 927

Создается структура iovec, содержащая адреса и длину буфера пользовательского пространства, в который будут сохранены результаты чтения.

Строки 928 и 931

Инициализируется структура kiocb с помощью файлового указателя. [Kiokcb расшифровывается как kernel I/O control block (блок ядра управления вводом-выводом).]

Строка 932

Основная работа выполняется обобщенной функцией асинхронного чтения.

¹ Более подробную информацию см. в файле fs/fat/f ile.c.

Глава 6 • Файловые системы

Асинхронные операции ввода-вывода

Типы данных kiocb и iovec отвечают за операции асинхронного ввода-вывода в ядре Linux.

Асинхронный ввод-вывод полезен, когда процесс желает выполнить операцию ввода или вывода без ожидания поступления результата операции. Он особенно полезен для высокоскоростного ввода-вывода, так как предоставляет устройству возможность сортировать и планировать запросы ввода-вывода вместо самого процесса.

В Linux вектор ввода-вывода (iovec) предоставляет диапазон адресов памяти и определен как

include/linux/uio.h

20 struct iovec

21 {

22 void _ user *iov_base; /* BSD использует caddr_t

(1003.1g требует void *) */

23 __ kernel_size_t iov_len; /* Должна быть size_t (1003.lg) */

24 };

Это простой указатель на раздел памяти и длину памяти.

Блок ядра управления вводом-выводом (kiocb) - это структура, необходимая для определения того, когда и как обрабатывать вектор асинхронного ввода-вывода.

Функция__ generic_f ile_aio_read () использует структуры kiocb и iovec для

прямого чтения page_cache.

Строки 933-935

После того как мы запустили чтение, мы ожидаем, пока чтение закончится, и затем возвращаем результат в операцию чтения.

Вспомните путь do_sync_read () в vf s_read (); здесь эта функция будет запус
каться по другому пути. Продолжим рассмотрение пути файлового ввода-вывода и рас
смотрим ___ generic_f ile_aio__read ():

mm/filemap.c 835 ssize_t

83 6 _ generic_file_aio_read(struct kiocb *iocb_/

const struct iovec *iov,

837 unsigned long nr_segs, loff_t *ppos)

838 {

83 9 struct file *filp = iocb-> ki_filp;

840 ssize_t retval;

841 unsigned long seg;

842 size_t count; 843

Системные вызовы VFS и слой файловой системы

844 count = 0;

845 for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {

846 const struct iovec *iv = & iov[seg];

852 count += iv-> iov_len;

853 if (unlikely((ssize_t)(count|iv-> iov_len) < 0))

854 return -EINVAL;

855 if (access_ok(VERIFY_WRITE, iv-> iov_base, iv-> iov_len) )

856 continue;

857 if (seg == 0)

858 return -EFAULT;

859 nr_segs = seg;

860 count -= iv-> iov_len

861 break;

862 }

Строки 835-842

Вспомните, что nr_segs устанавливается в 1 в нашем вызове и что iocb и iov хранят файловый указатель и информацию о буфере. Сразу после этого мы извлекаем файловый указатель из iocb.

Строки 845-862

Этот цикл for проверяет передаваемую структуру iovec, состоящую их корректных сегментов. Вспомните, что она содержит информацию о буфере пользовательского пространства.

mm/filemap.с

864 /* объединение iovecs и пересылка direct-to-BIO для 0_DIRECT */

865 if (filp-> f_flags & 0_DIRECT) {

866 loff_t pos = *ppos, size;

867 struct address_space *mapping;

868 struct inode *inode; 869

870 mapping = filp-> f_mapping;

871 inode = mapping-> host;

872 retval = 0;

873 if (! count)

874 goto out; /* skip atime */

875 size = i_size_read(inode);

876 if (pos < size) {

877 retval = generic_file_direct_IO(READ, iocb,

878 iov, pos, nr_segs);

Глава 6 • Файловые системы

879 if (retval > = 0 & & ! is_jsync_kiocb(iocb))

880 retval = -EIOCBQUEUED;

881 if (retval > 0)

882 *ppos = pos + retval;

883 }

884 f ile__accessed(filp);

885 goto out;

886 }

Строки 863-886

Этот фрагмент кода просто входит в чтение из прямого ввода-вывода. Прямой ввод-вывод передает кеш страниц и используется при работе с блочными устройствами. Для наших целей нам тем не менее вообще не нужно заходить в этот фрагмент кода. Основная масса файлового ввода-вывода происходит в файловом кеше, который мы вскоре опишем, что значительно быстрее, чем непосредственная работа с блочным устройством.

mm/filemap.c

888 retval = 0;

889 if (count) {

890 for (seg = 0; seg < nr_segs; seg++) {

891 read_descriptor_t desc; 892

893 desc.written = 0;

894 desc.buf = iov[seg].iov_base;

895 desc.count = iov[seg].iov_len;

896 if (desc.count == 0)

897 continue;

898 desc.error = 0;

899 do_generic_f ile_read(filp, ppos, & desc, f ile_read_actor);

900 retval += desc.written;

901 if (! retval) {

902 retval = desc.error;

903 break;

904 }

905 }

906 }

907 out:

908 return retval;

909 }

⇐ Предыдущая 33 34 35 36 373839 40 41 42 Следующая ⇒