Linux MD/RAID bitmap实现(4) -- 位图状态设置

Bitmap在MD设备处理写访问请求时，调用了函数bitmap_startwrite设置bitmap内存信息，包括内存中的bitmap结构，以及内存中bitmap磁盘文件的映射表filemap；在md设备实际将写请求提交给底层设备前，调用函数bitmap_unplug将bitmap信息写入磁盘。
除以上两个函数外，bitmap_start_sync，bitmap_end_sync，bitmap_endwrite等函数也和bitmap的一些状态设置有关。

函数bitmap_startwrite

函数在MD设备处理写请求时(make_request --> add_stripe_bio)调用。
函数主要完成：
1. 如果是延迟写，增加延迟写计数；
2. 由于一个写操作的数据长度可能对应在内存位图中多个chunk，对于每个这样的chunk，有以下处理(这里传入的大小为STRIPE_SECTORS)：
    a)   获取该chunk对应的内存结构bp[page]，返回bp数组指向的内容*bmc(表示该chunk的状态)：调用函数bitmap_get_counter实现，如果找不到对应的bp[page]，则申请一个新的page；
    b)   如果该bitmap的*bmc达到最大值，说明md设备上对此chunk进行写的次数太多了，磁盘等待了太久，就需要启动设备的队列处理；
    c)   如果bitmap上没有正在写操作(*bmc==0)，设置此chunk在磁盘位图结构filemap对应page的bit位，再将此page对应的filemap_attr设置为BITMAP_PAGE_DIRTY位，最后设置*bmc=2；如果*bmc==1，也将此值赋值为2；
    d)   将*bmc ++，此时此值为3，表示当前chunk写了1次(*bmc为0，表示没有写入操作；为1和2，特殊状态；为3，有1个写入，依次类推)；
说明：
    a)   设置filemap对应page的bit位，调用函数ext2_set_bit(bit, kaddr)实现
    b)   设置对应page的filemap_attr位，先算出此page对应在filemap_attr中的位置(page->index<<2)，然后将此值加上BITMAP_PAGE_DIRTY得到一个新的值tmp，然后调用__set_bit(tmp，bitmap->filemap_attr)进行位设置。

函数bitmap_unplug

此函数只在函数bitmap_set_bits和函数raid5d中调用。
函数实现功能为检查每个filemap，然后将信息写入底层磁盘。
流程如下：

流程说明：
1. 遍历bitmap所有的filemap页，如有标记为脏的页，或者需要写入的页，需要调用函数write_page将该页写入磁盘；
2. 如果有脏页，需要等待mddev->biolist(保存bitmap未处理完成的bio)所有bio处理结束函数才能返回；
3. 函数write_page，实际调用函数write_sb_page处理；此函数会先判断下发的sector是否越界，没有越界就调用函数md_super_write将数据写入底层磁盘，
   假设组成MD设备的成员盘前data_offset=2048存放超级块和bitmap数据，公式如下：
   rdev->sb_start+offset+page->index*(PAGE_SIZE/512)+size/512>rdev->data_offset
4. 如果只有BITMAP_PAGE_NEEDWRITE标记的页，是不需要等待的。因为bit的清除并不是很关键，即使这个信息丢失，最多不过是多余的同步操作而已，没有副作用。而bit设置则需要可靠写入磁盘后方可进行md设备数据的写入，否则在数据写入底层磁盘过程中，bitmap写入底层磁盘前，MD设备出现异常，可能会导致数据不一致而bitmap不能发觉。

函数bitmap_endwrite

此函数在函数handle_failed_stripe和函数handle_stripe_clean_event中调用，第一个函数只有在raid5设备有两块及以上成员盘失效时被调用，这里不考虑；第二个函数在hanle_stripe中写数据完成后调用，会循环所有的成员盘，然后逐个调用此函数。

函数bitmap_endwrite实现功能如下：
1. 调用函数bitmap_get_counter，取出对应chunk在内存位图结构bitmap_page中的状态*bmc；
2. 将*bmc递减，表示一个写入操作完成；
3.  检查*bmc值，如果小于3，设置对应filemap页标记BITMAP_PAGE_CLEAN

函数bitmap_start_sync

函数在MD设备需要恢复、同步时调用(函数sync_request中)。

主要调用函数bitmap_get_counter，获取对应sector在bitmap->bp[page].map[pageoff]中的状态bitmap_counter，检测此状态：
1. 如果NEED标志或者RESYNC标志被设置，就认为该数据块需要同步；
2. 如果NEED标志被设置，且md设备工作完好，需要清除NEED标志，设置RESYNC标志；
3. 如果以上两个标志都没有设置或者某个sector在bitmap->bp[page].map不存在，则认为该sector对应的数据块不需要同步。

函数bitmap_end_sync

此函数同样也在函数sync_request中调用。

主要调用函数bitmap_get_counter，获取对应sector在bitmap->bp[page].mp[pageoff]中的状态bitmap_counter，检测此状态：
1. 如果RESYNC标志被设置，清除该标志
2. 如果数据恢复、同步被终止，设置NEED标志；
3. 如果bitmap_counter值小于3，表示当前page内对应的sector没有写入操作，设置该page对应的filemap_attr中的标记BITMAP_PAGE_CLEAN，表示该页需要清除bit位

函数bitmap_store

此函数在sys接口bitmap_set_bits中设置需要恢复的数据段时被调用，此接口支持的输入格式为：echo “0 7-11 50 52-100 ” > /sys/block/mdx/md/bitmap_set_bits，其中“0 7-11 50 52-100 ”数值段代表bitmap_chunk号，md设备共有多少个chunk可以根据mddev->devsectors值和输入的bitmap_chunksize计算得出；

函数主要实现内容：
1. 获取其中一段数据段，如7-11，chunk=7，end_chunk=11
2. 将chunk的值和end_chunk的值传入函数bitmap_dirty_bits：
    a)   从chunk开始，设置该chunk代表磁盘位图filemap中的状态为BITMAP_PAGE_CLEAN，并且为该chunk在内存位图bp中申请一个page，并将内存位图中描述此chunk的状态*bmc设置成NEEDED_MASK
    b)   设备该chunk在磁盘位图filemap中对应的bit位，并将其对应在filemap中的page设置为BITMAP_PAGE_DIRTY标记
    c)   修改当前恢复位置mddev->recovery_cp为此chunk对应的第一个sector位置

3. 调用函数bitmap_unplue，将此状态位写入组成MD设备的每个成员盘中。

未完 -- 待续。下一节将讲述bitmap的状态清除过程。