Video在线视频

大家好 我们在上一次节目中给大家留了一个思考题

这个思考题是这样的

在用户空间里面

比如说我们有一个数据buffer

这个数据buffer我们

怎么去通过write这个函数写入到这个

eMMC的这个存储空间里面

你比如说我在

用户空间使用open函数来

打开

data目录下面的一个

test的这么一个文件

然后调用write函数

把这个data的buffer

写入到这个文件里面

那我们的问题是说

这个write函数啊

它经历过Linux内核里面

什么样的内核模块以及经历过些什么样的数据结构

它才能把这个data的数据

写入到这个eMMC里面的这个sector里面

我在大概几年前

画过这样一个流程图

那我在这里简单给大家介绍一下这里的

一个过程

首先我们调用write这个函数

往这个句柄里面写数据的时候那么在内核空间里面它首先要

会通过打开的句柄

fd在内核里面找到它的

file的这样一个数据结构

那么在file数据结构里面他找到他的page cache

如果没找到page cache的话

那么他会新创建一个page cache

你要把这些page cache加到

内核管理page cache这种基数树里面

那么第二步它会根据这个

buffer的大小

然后去分配这个

buffer_head

这个buffer_head

然后通常是四个buffer_head

指向一个page

然后接下来非常重要的一步是

通过

文件系统的这个Get_block这个API

为这个page cache

去查找在磁盘中对应的是这个

block的号因为

通常文件系统会去管理说

这个数据它要存放在磁盘的哪个号里面哪个

block的号里面

然后接下来他要把数据

拷贝到这个page cache里面

那么这里直接调用这个

copy_from_user拷贝就可以了

然后接下来一步是把这个

buffer_head

和这个page cache都要设成Dirty就是说

这个page cache它是脏的页面

而且要把这个

文件所对应的inode

也要添加到系统里面的有一个

脏的这个队列里面

这是第一步

那么这一步完成了之后从

用空间的角度来看

这个write函数已经返回了

但是我们要注意到

这个步骤完成之后其实数据

并没有真正写入到eMMC里面

而是写入到

系统的缓存或者叫页缓存叫做page cache里面

那接下来第二步那么第二步说

Linux内核里面有一个叫做flush的这个内核线程

那么这个内核线程的主要的一个工作是说定期把一些

脏的page cache

写回到磁盘里面

这是这个flush内核线程的一个

主要的工作

那这个flush线程它会从刚才讲的一个

inode的这个Dirty队列里面去

去处理一个inode就是脏的一个inode

它会调用文件系统的write pages这种接口

去处理这个page cache

你比如说他首先会给每一个page cache

他会去创建一个bio

然后

每一个bh它会有一个

bio_vec

这样的一个数据结构那相当于说每一个page cache

每一个页缓存它都有一个bio 对吧

那么接下来一个动作

就是要把这些bio这些脏的page cache

要通过bio这个方式

提交到block layer这儿

那这里我画的这个是

VFS和文件系统这一层

VFS和文件系统层只会管到

这说我的page cache我的bio

接下来我要把bio通过

submit_io这个接口

提交到这个

block layer层这一层

那么这里画的是block layer层

那block layer层它有request_queue

那request_queue里面会把

一个个的

bio链成一个链表

那么接下来就是这个实际上的这个

硬件驱动层就是我们这里的eMMC的驱动

那它会从这个

block layer层去获取这个

刚才提交的这个request

那这里会调用

eMMC的驱动

去处理这个mmc的request

那么这里就是

mmc driver它里面

去处理这个scatterlist

这是buffer

那么我们可以看到

这里面struct scatterlist这个

page_link它指向了我们的page cache

那么最后它会调用到

这个eMMC的这些DMA的

引擎来把这些数据啊

真正的写入到eMMC的这个

这些sector里面就是真正

通过DMA传输来把这些数据

page cache的数据

真正的写入到eMMC里面

那么这个就是

用户空间调用一个write的函数

它怎么把这个

data写入到eMMC的这么一个过程

这里面会涉及到几大块一个是

虚拟文件系统这个write函数这个实现

那这个它实际上只是写到page cache里面

那第二步是说

page cache怎么和这个

buffer_head和bio联系起来

还有这个flush

内核线程它是怎么提交

这个bio的

那么接下来一个是

block layer层它怎么去处理这些

提交的请求那么最后就是实际的这个

块设备驱动它怎么去从block layer层里面去获取

获取这个request然后最后怎么

通过这个eMMC的这个硬件

操作DMA来把数据

真正写到eMMC里面