BIO从提交到执行完毕过程分析

1.上层调用submit_bio()向块设备层提交IO请求,q->make_request_fn()=>__make_request()被调用,将BIO合并到已有的request或为BIO新分配一个request.

2.调用elv_merge(),首先尝试是否可以和上一次合并的request进行合并,如果不能合并,调用IO调度器提供的合并函数,尝试与IO调度器中缓存的request进行合并,如果都合并失败,单独分配一个request并调用add_request()将request加入到IO调度器中.

3.合并了bio的request请求的磁盘区域会向前或向后扩张,因此可能与上一个或下一个request请求的磁盘区域相连,尝试将request与相邻的request进行合并.

4.底层驱动程序提供的request处理函数q->request_fn()被执行,我们以scsi_request_fn()为例说明request是如何被scsi驱动执行的.

5.scsi_request_fn()调用elv_next_request()从request_queue的分发队列中取得需要执行的request,,如果分发队列为空,需要将IO调度器中缓存的request都补充到分发队列.

6.调用q->prep_rq_fn()对取得的request初始化,以sd_prep_fn()为例,此函数会调用scsi_get_cmd_from_req()构造scsi_cmnd,调用scsi_init_io()初始化scsi_cmnd,scsi_init_io()又会调用scsi_init_sgtable()用requst中的biovec初始化scsi_cmnd中的scatter-gather链表.

7.将request从分发队列中移除,调用scsi_dispatch_cmd()将scsi_cmnd派发到scsi底层驱动.

8.以LSI SAS主机控制器为例,mptsas_qcmd()被调用,执行mptscsih_qcmd(),将scsi_cmnd携带的命令转换为内部请求命令帧,同时调用mptscsih_AddSGE()将scatterlist转换为内部DMA区域链,往请求FIFO寄存器写入请求帧后完毕.

9.请求帧执行完毕后,mptscsih_io_done()被调用,通过请求帧的索引号可以找到对应的scsi_cmnd,根据请求帧的执行情况对scsi_cmnd进行赋值,最后调用命令执行完毕的回调函数.

10.__scsi_done()回调被执行,__scsi_done()调用blk_complete_request()将request挂到每CPU变量后,激活BLOCK_SOFTIRQ软中断,将request的回调处理交给blk_done_softirq().

11.blk_done_softirq()调用request_queue的统一回调处理函数scsi_softirq_done(),scsi_softirq_done()根据命令的执行情况处理request,如果命令执行成功,调用scsi_finish_command().

12.scsi_io_completion()中,释放scatter-gather表后,request的完成路径为:scsi_end_request()->blk_end_request()->blk_end_io()->__end_that_request_first(),在__end_that_request_first()中,会依次调用各个bio的回调函数,完毕后,调用end_that_request_last()->__blk_put_request()销毁request,整个request执行完毕.