Linux块设备总结（八）申请通用块设备操作

水深无声 2022-02-23 07:42 297阅读 0赞

我们已经知道通用块层是一个内核组件，她处理来自系统中的所有块设备发出的请求。她的主要作用是：  
1.将数据缓存放在高端内存，  
2.通过一些附加手段显现所谓的零-复制模式  
3.管理一个逻辑卷LVM RAID等  
4.发挥大部分新磁盘控制器的高级特性。  
以上这些我们都不讨论，只讨论在内存中申请struct gendisk操作。  
申请gendisk操作非常简单，如下所示：

struct gendisk *alloc_disk(int minors)
    { 
            return alloc_disk_node(minors, -1);		//调用alloc_disk_node，申请特定NUMA空间上的内存
    }
    EXPORT_SYMBOL(alloc_disk);
    
    struct gendisk *alloc_disk_node(int minors, int node_id)
    { 
            struct gendisk *disk;
    
            disk = kmalloc_node(sizeof(struct gendisk),
                                    GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, node_id);//申请NUMA0上的内存
            if (disk) { 									//如果申请成功
                    if (!init_part_stats(&disk->part0)) { 		//初始化part0上的内存
                            kfree(disk);
                            return NULL;
                    }
                    disk->node_id = node_id;			//指定nodeid，在释放时候可用
                    if (disk_expand_part_tbl(disk, 0)) { 		//扩展part_table，实际上只是申请了part_tbl内存
                            free_part_stats(&disk->part0);
                            kfree(disk);
                            return NULL;
                    }
                    disk->part_tbl->part[0] = &disk->part0;//把part0赋予PART_TBL，此处是否应该使用rcu_assign_pointer?
    
                    disk->minors = minors;		//赋予次设备号
    				/*** 以下只是初始化PART0->DEV操作； ***/
                    rand_initialize_disk(disk);
                    disk_to_dev(disk)->class = &block_class;
                    disk_to_dev(disk)->type = &disk_type;
                    device_initialize(disk_to_dev(disk));
                    //初始化磁盘介质变化的工作队列。
                    INIT_WORK(&disk->async_notify,
                            media_change_notify_thread);
            }
            return disk;
    }

以上为allock\_disk备注中所示的申请gendisk操作，但是我们要再讨论一下disk\_expand\_part\_tbl函数：  
其说明如下：

传入参数：
    		struct gendisk* disk 要被扩展的磁盘；
    		struct partno   要扩展的分区个数
    返回值：
    	负数 扩展失败
    	0 扩展成功
    
    函数作用：
    	先获取gendisk->part_tbl，根据part_tbl是否存在判断原始磁盘的分区个数是否为0，如果part_tbl存在则根据part_tbl->len获取原始磁盘分区个数目。
    	然后申请新的part_tbl和相应个数的分区结构；
    	最后把原始磁盘的分区拷贝到新的分区中，最后使用rcu_assign_pointer把new_ptbl代替old_ptbl。disk_replace_part_tbl(disk, new_ptbl);这个就是替换old_ptbl和释放old_ptbl的函数。

int disk_expand_part_tbl(struct gendisk *disk, int partno)
    { 
            struct disk_part_tbl *old_ptbl = disk->part_tbl;
            struct disk_part_tbl *new_ptbl;
            int len = old_ptbl ? old_ptbl->len : 0;
            int target = partno + 1;
            size_t size;
            int i;
    
            /* disk_max_parts() is zero during initialization, ignore if so */
            if (disk_max_parts(disk) && target > disk_max_parts(disk))
                    return -EINVAL;
    
            if (target <= len)
                    return 0;
    
            size = sizeof(*new_ptbl) + target * sizeof(new_ptbl->part[0]);
            new_ptbl = kzalloc_node(size, GFP_KERNEL, disk->node_id);
            if (!new_ptbl)
                    return -ENOMEM;
    
            INIT_RCU_HEAD(&new_ptbl->rcu_head);
            new_ptbl->len = target;
    
            for (i = 0; i < len; i++)
                    rcu_assign_pointer(new_ptbl->part[i], old_ptbl->part[i]);
    
            disk_replace_part_tbl(disk, new_ptbl);
            return 0;
    }