Linux RAMDisk 源码分析

在产品中使用了ramdisk, 看了一部分的源码，分析和共享一下。内核源码 2.6.18安装ramdiskramdisk 在linux里面被认为是个内存的块设备，通常以rm0,rm1... 挂在dev下，首先需要格式化块设备成linux的文件系统,然后在将想使用的目录mount 到dev/rm0...下，这样操作目录，在目录里操作文件就在内存里。ramdisk是一个块设备，需要格式化成linux能认识的文件系统（ext2,ext3），那么对ramdisk的 IO的操作，就绕不过page cache，也就是无意中多了一次内存复制。通常在linux中，由于块设备的随机读写是急剧降低性能的，linux 系统中会有一些合并算法，我们将每次设备的请求认为是一个操作，那么在内核中不会将每一次的请求都提交给块设备，而是在一定的时间内把请求合并成一个队列，然后调整队列里请求的顺序，尽量让请求（比如块设备中地址相近的）排序在相邻的位置，这样可以提高磁头访问的效率。最后将队列提交给块设备，相见常用的四种电梯调度算法，就不描述了。ramdisk是以内存作为访问的块设备，随机访问的速度非常块，调度算法不能提高IO的效率，反而因为合并请求而导致访问性能下降，所以ramdisk没有使用调度算法，在初始化ramdisk的时候，重新设置了queue的调度算法。drivers/block/rd.c

static int __init rd_init（void）
{
...
blk_queue_make_request（rd_queue[i], &rd_make_request）;
....
}

在函数里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_Pagegrab_cache_page -> find_or_create_pageaddress_space *mapping，这是Ramdisk block 的块结构，通过index,可以很块的找到在ramdisk里面的内容（也可以说在默认的ramdisk里块和linux 的页的大小是一致的），而不是?? ext 文件系统中所表示的inode的address_space。find_or_create_page，是查找ramdisk里的页的位置，在ramdisk中内容是以页的形式来保存的，如果页面不存在，会生成新的页面，如果页面存在会锁住该页，同时加到lru cache的列表中去。该函数是允许睡眠的，在锁住页面的时候，会等待直到页面的状态位设置成set_bit（PG_locked, &（page）->flags），具体的函数__lock_page实现Linux 2.6如何使用时间中断来完成进程调度Linux+page+cache+里的几个函数的源码分析相关资讯 Linux基础教程

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