在產品中使用了ramdisk, 看了一部分的源碼,分析和共享一下。內核源碼 2.6.18
安裝ramdisk
ramdisk 在linux裡面被認為是個內存的塊設備,通常以rm0,rm1... 掛在dev下,首先需要格式化塊設備成linux的文件系統,然後在將想使用的目錄mount 到dev/rm0...下,這樣操作目錄,在目錄裡操作文件就在內存裡。
ramdisk是一個塊設備,需要格式化成linux能認識的文件系統(ext2,ext3),那麼對ramdisk的 IO的操作 ,就繞不過page cache,也就是無意中多了一次內存復制。
通常在linux中,由於塊設備的隨機讀寫是急劇降低性能的,linux 系統中會有一些合並算法,我們將每次設備的請求認為是一個操作,那麼在內核中不會將每一次的請求都提交給塊設備,而是在一定的時間內把請求合並成一個隊列,然後 調整隊列裡請求的順序,盡量讓請求(比如塊設備中地址相近的)排序在相鄰的位置,這樣可以提高磁頭訪問的效率。
最後將隊列提交給塊設備,相見常用的四種電梯調度算法,就不描述了。
ramdisk是以內存作為訪問的塊設備,隨機訪問的速度非常塊,調度算法不能提高IO的效率,反而因為合並請求而導致訪問性能下降,所以ramdisk沒有使用調度算法,在初始化ramdisk的時候,重新設置了queue的調度算法。
drivers/block/rd.c
- static int __init rd_init(void)
- {
- ...
- blk_queue_make_request(rd_queue[i], &rd_make_request);
- ....
- }
在函數裡rd_make_request,核心就是rd_blkdev_pagecache_IO
- static int rd_blkdev_pagecache_IO(int rw, struct bio_vec *vec, sector_t sector,
- struct address_space *mapping)
- {
- pgoff_t index = sector >> (PAGE_CACHE_SHIFT - 9);
- unsigned int vec_offset = vec->bv_offset;
- int offset = (sector << 9) & ~PAGE_CACHE_MASK;
- int size = vec->bv_len;
- int err = 0;
-
- do {
- int count;
- struct page *page;
- char *src;
- char *dst;
-
- count = PAGE_CACHE_SIZE - offset;
- if (count > size)
- count = size;
- size -= count;
-
- page = grab_cache_page(mapping, index);
- if (!page) {
- err = -ENOMEM;
- goto out;
- }
-
- if (!PageUptodate(page))
- make_page_uptodate(page);
-
- index++;
-
- if (rw == READ) {
- src = kmap_atomic(page, KM_USER0) + offset;
- dst = kmap_atomic(vec->bv_page, KM_USER1) + vec_offset;
- } else {
- src = kmap_atomic(vec->bv_page, KM_USER0) + vec_offset;
- dst = kmap_atomic(page, KM_USER1) + offset;
- }
- offset = 0;
- vec_offset += count;
-
- memcpy(dst, src, count);
-
- kunmap_atomic(src, KM_USER0);
- kunmap_atomic(dst, KM_USER1);
-
- if (rw == READ)
- flush_dcache_page(vec->bv_page);
- else
- set_page_dirty(page);
- unlock_page(page);
- put_page(page);
- } while (size);
-
- out:
- return err;
- }
a. Grab_Cache_Page
grab_cache_page -> find_or_create_page
address_space *mapping,這是Ramdisk block 的塊結構,通過index,可以很塊的找到在ramdisk裡面的內容(也可以說在默認的ramdisk裡塊和linux 的頁的大小是一致的),而不是�� ext 文件系統中所表示的inode的address_space。
find_or_create_page, 是查找ramdisk裡的頁的位置,在ramdisk中內容是以頁的形式來保存的,如果頁面不存在,會生成新的頁面,如果頁面存在會鎖住該頁,同時加到lru cache的列表中去。該函數是允許睡眠的,在鎖住頁面的時候,會等待直到頁面的狀態位設置成set_bit(PG_locked, &(page)->flags),具體的函數__lock_page實現