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本篇內容主要講解“Linux 塊層多隊列中如何引入內核”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓丸趣 TV 小編來帶大家學習“Linux 塊層多隊列中如何引入內核”吧!
首先過目一下多隊列架構:
以讀 IO 為例，單隊列和多隊列相同的執(zhí)行路徑：
read_pages() { ... blk_start_plug() /* 進程準備蓄流 */ mapping- a_ops- readpages() /* 蓄流 */ blk_finish_plug() /* 進程開始泄流 */ ... } io_schedule() 進程蓄流之后等待 io 完成 (在 blk_mq_make_request()函數(shù)中 request 的數(shù)目大于或者等于 16 request_count = BLK_MAX_REQUEST_COUNT 不需要調用 io_schedule(), 直接泄流到塊設備驅動)mapping- a_ops- readpages() 會一直調用 q - make_request_fn()
generic_make_request（） q- make_request_fn() 調用 blk_queue_bio()或者 多隊列 blk_queue_make_request() __elv_add_request()為什么引入多隊列：多隊列相對與單隊列來說，每個 cpu 上都有一個軟隊列 (使用 blk_mq_ctx 結構表示) 避免插入 request 的時候使用 spinlock 鎖，而且如今的高速存儲設備，比如支持 nvme 的 ssd(小弟剛買了一塊，速度確實快), 訪問延遲非常小，而且本身硬件就支持多隊列,(引入的多隊列使用每個硬件隊列 hctx- delayed_work 替換了 request_queue- delay_work) 以前的單隊列架構已經不能榨干它的性能，而且成為了它的累贅, 單隊列在插入 request 和泄流到塊設備驅動時，一直有 request_queue 上的全局 spinlock 鎖，搞得人們都想直接 bypass 塊層的沖動。
單隊列插入 request 時會使用 request_queue 上的全局 spinlock 鎖
blk_queue_bio() { ... spin_lock_irq(q- queue_lock); elv_merge（） spin_lock_irq(q- queue_lock); ... }單隊列泄流到塊設備驅動時也是使用 request_queue 上的全局 spinlock 鎖:
struct request_queue *blk_alloc_queue_node（） INIT_DELAYED_WORK(q- delay_work, blk_delay_work); blk_delay_work() __blk_run_queue() q- request_fn(q);__blk_run_queue()函數(shù)必須在隊列鎖中，也就是 spin_lock_irq(q- queue_lock);
281 * __blk_run_queue - run a single device queue 282 * @q: The queue to run 283 * 284 * Description: 285 * See @blk_run_queue. This variant must be called with the queue lock 286 * held and interrupts disabled. 287 */ 288 void __blk_run_queue(struct request_queue *q) 289 { 290 if (unlikely(blk_queue_stopped(q))) 291 return; 292 293 __blk_run_queue_uncond(q); 294 }多隊列插入 request 時沒有使用 spinlock 鎖:
blk_mq_insert_requests() __blk_mq_insert_request() struct blk_mq_ctx *ctx = rq- mq_ctx; (每 cpu 上的 blk_mq_ctx) list_add_tail(rq- queuelist, ctx- rq_list)多隊列泄流到塊設備驅動也沒有使用 spinlock 鎖：
static int blk_mq_init_hw_queues() INIT_DELAYED_WORK( hctx- delayed_work, blk_mq_work_fn); 708 static void blk_mq_work_fn(struct work_struct *work) 709 { 710 struct blk_mq_hw_ctx *hctx; 711 712 hctx = container_of(work, struct blk_mq_hw_ctx, delayed_work.work); 713 __blk_mq_run_hw_queue(hctx); 714 } __blk_mq_run_hw_queue() 沒有 spinlock 鎖 q- mq_ops- queue_rq(hctx, rq); 執(zhí)行多隊列上的 - queue_rq()回調函數(shù)從下圖可以看出系統(tǒng)使用多隊列之后的性能提升:
(我自己沒測試過性能，憑客觀想象應該與下列圖相符:) )
到此，相信大家對“Linux 塊層多隊列中如何引入內核”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是丸趣 TV 網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續(xù)學習！
