do_mpage_readpage函数详细分析

 
/* 
 * This is the worker routine which does all the work of mapping the disk 
 * blocks and constructs largest possible bios, submits them for IO if the 
 * blocks are not contiguous on the disk. 
 * 
 * We pass a buffer_head back and forth and use its buffer_mapped() flag to 
 * represent the validity of its disk mapping and to decide when to do the next 
 * get_block() call. 
 */ 
 
/*这个函数试图读取文件中的一个page大小的数据，最理想的情况下就是这个page大小 
的数据都是在连续的物理磁盘上面的，然后函数只需要提交一个bio请求就可以获取 
所有的数据，这个函数大部分工作在检查page上所有的物理块是否连续，检查的方法 
就是调用文件系统提供的get_block函数，如果不连续，需要调用block_read_full_page 
函数采用buffer 缓冲区的形式来逐个块获取数据*/ 
/* 
    1、调用get_block函数检查page中是不是所有的物理块都连续 
    2、如果连续调用mpage_bio_submit函数请求整个page的数据 
    3、如果不连续调用block_read_full_page逐个block读取 
*/ 
static struct bio * 
do_mpage_readpage(struct bio *bio, struct page *page, unsigned nr_pages, 
                  sector_t *last_block_in_bio, struct buffer_head *map_bh, 
                  unsigned long *first_logical_block, get_block_t get_block) 
{ 
    struct inode *inode = page->mapping->host; 
    const unsigned blkbits = inode->i_blkbits; 
    const unsigned blocks_per_page = PAGE_CACHE_SIZE >> blkbits; 
    const unsigned blocksize = 1 << blkbits; 
    sector_t block_in_file; 
    sector_t last_block; 
    sector_t last_block_in_file; 
    sector_t blocks[MAX_BUF_PER_PAGE]; 
    unsigned page_block; 
    unsigned first_hole = blocks_per_page; 
    struct block_device *bdev = NULL; 
    int length; 
    int fully_mapped = 1; 
    unsigned nblocks; 
    unsigned relative_block; 
 
    if (page_has_buffers(page)) 
        goto confused; 
    /* 
    block_in_file 本page中的第一个block number 
    last_block 本page中最后一个block 的大小 
    last_block_in_file 文件大小求出文件的最后一个block 大小*/ 
    block_in_file = (sector_t)page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - blkbits); 
    last_block = block_in_file + nr_pages *blocks_per_page; 
    last_block_in_file = (i_size_read(inode) + blocksize - 1) >> blkbits; 
 
    /*last_block 最后等于本次对这个page操作的最后一个block大小*/ 
    if (last_block > last_block_in_file) 
        last_block = last_block_in_file; 
    page_block = 0; 
 
    /* 
     * Map blocks using the result from the previous get_blocks call first. 
     */ 
    nblocks = map_bh->b_size >> blkbits; 
    /*对于普通情况mpage_readpage调用下，map_bh只是一个临时变量不会走到 
    下面的分支*/ 
    if (buffer_mapped(map_bh) && block_in_file > *first_logical_block && 
            block_in_file < (*first_logical_block + nblocks)) 
    { 
        unsigned map_offset = block_in_file - *first_logical_block; 
        unsigned last = nblocks - map_offset; 
 
        for (relative_block = 0; ; relative_block++) 
        { 
            if (relative_block == last) 
            { 
                clear_buffer_mapped(map_bh); 
                break; 
            } 
            if (page_block == blocks_per_page) 
                break; 
            blocks[page_block] = map_bh->b_blocknr + map_offset + 
                                 relative_block; 
            page_block++; 
            block_in_file++; 
        } 
        bdev = map_bh->b_bdev; 
    } 
 
    /* 
     * Then do more get_blocks calls until we are done with this page. 
     */ 
    map_bh->b_page = page; 
    /*这个循环是比较关键的路径，理解这个函数至关重要 
    1、page_block从0开始循环，它表示在这个page内的block大小 
    2、调用get_block  函数查找对应逻辑块的物理块号是多少 
    3、如果遇到了文件空洞、page上的物理块不连续就会跳转到confused 
    4、将这个page中每个逻辑块对应的物理块都保存到临时的数组blocks[] 中*/ 
    while (page_block < blocks_per_page) 
    { 
        map_bh->b_state = 0; 
        map_bh->b_size = 0; 
 
        if (block_in_file < last_block) 
        { 
            map_bh->b_size = (last_block - block_in_file) << blkbits; 
            if (get_block(inode, block_in_file, map_bh, 0)) 
                goto confused; 
            *first_logical_block = block_in_file; 
        } 
 
        if (!buffer_mapped(map_bh)) 
        { 
            fully_mapped = 0; 
            if (first_hole == blocks_per_page) 
                first_hole = page_block; 
            page_block++; 
            block_in_file++; 
            continue; 
        } 
 
        /* some filesystems will copy data into the page during 
         * the get_block call, in which case we don't want to 
         * read it again.  map_buffer_to_page copies the data 
         * we just collected from get_block into the page's buffers 
         * so readpage doesn't have to repeat the get_block call 
         */ 
        if (buffer_uptodate(map_bh)) 
        { 
            map_buffer_to_page(page, map_bh, page_block); 
            goto confused; 
        } 
 
        if (first_hole != blocks_per_page) 
            goto confused;        /* hole -> non-hole */ 
 
        /* Contiguous blocks? */ 
        if (page_block && blocks[page_block-1] != map_bh->b_blocknr - 1) 
            goto confused; 
        nblocks = map_bh->b_size >> blkbits; 
        for (relative_block = 0; ; relative_block++) 
        { 
            if (relative_block == nblocks) 
            { 
                clear_buffer_mapped(map_bh); 
                break; 
            } 
            else if (page_block == blocks_per_page) 
                break; 
            blocks[page_block] = map_bh->b_blocknr + relative_block; 
            page_block++; 
            block_in_file++; 
        } 
        bdev = map_bh->b_bdev; 
    } 
 
    /*如果发现文件中有洞，将整个page清0，因为文件洞的区域 
    物理层不会真的去磁盘上读取，必须在这里主动清零，否则 
    文件洞区域内容可能随机*/ 
    if (first_hole != blocks_per_page) 
    { 
        zero_user_segment(page, first_hole << blkbits, PAGE_CACHE_SIZE); 
        if (first_hole == 0) 
        { 
            SetPageUptodate(page); 
            unlock_page(page); 
            goto out; 
        } 
    } 
    else if (fully_mapped) 
    { 
        SetPageMappedToDisk(page); 
    } 
 
    /* 
     * This page will go to BIO.  Do we need to send this BIO off first? 
     */ 
    /*bio 为NULL，目前分析的场景可以跳过去*/ 
    if (bio && (*last_block_in_bio != blocks[0] - 1)) 
        bio = mpage_bio_submit(READ, bio); 
 
alloc_new: 
    if (bio == NULL) 
    { 
        /*重新分配一个bio结构体 
        blocks[0] << (blkbits - 9) 这个是page中第一个逻辑块的物理块号， 
        转换成物理扇区号*/ 
        bio = mpage_alloc(bdev, blocks[0] << (blkbits - 9), 
                          min_t(int, nr_pages, bio_get_nr_vecs(bdev)), 
                          GFP_KERNEL); 
        if (bio == NULL) 
            goto confused; 
    } 
 
    length = first_hole << blkbits; 
    if (bio_add_page(bio, page, length, 0) < length) 
    { 
        bio = mpage_bio_submit(READ, bio); 
        goto alloc_new; 
    } 
 
    relative_block = block_in_file - *first_logical_block; 
    nblocks = map_bh->b_size >> blkbits; 
    if ((buffer_boundary(map_bh) && relative_block == nblocks) || 
            (first_hole != blocks_per_page)) 
        bio = mpage_bio_submit(READ, bio); 
    else 
        *last_block_in_bio = blocks[blocks_per_page - 1]; 
out: 
    /*一切顺利，整个page中的物理块是相连的，返回一个bio*/ 
    return bio; 
 
confused: 
    if (bio) 
        bio = mpage_bio_submit(READ, bio); 
    /*page 中的物理块不相连，没有办法一个一个buffer去读取出来 
    */ 
    if (!PageUptodate(page)) 
        block_read_full_page(page, get_block); 
    else 
        unlock_page(page); 
    goto out; 
}