嵌入式Linux系统中MMC卡驱动管理技术研究 03 睡眠状态, 嵌入式, 缓冲区, Linux, 技术

samwalton

再次进入可打断睡眠状态；
被DMA传输完毕中断唤醒，发布结束传输命令，结束数据传输；

　　2．2 集群(clustering)读写和并发控制

　　2．2．1 传统的块设备驱动程序结构和不足

　　块没备驱动程序是Linux系统中最复杂的驱动程序之一，参阅文献[3，4]可以详细了解Linux块设备驱动程序。这里简单介绍与集群读写相关的数据结构和操作。扇区(seetor)是块设备硬件传输数据的基本单位，而块(block)是块设备请求1次I／O操作所涉及的一组相邻扇区，每个块都需要有自己的内存缓冲区。缓冲区首部(buffer_head)是与每个缓冲区相关的数据结构，每次对块没备的I／O传输都必须经过块的缓冲区。

　 Linux块没备驱动程序采取一种延迟I／O策略。当进程有I／O请求时，驱动程序延迟一段时间，把块设备上相连续的buffer_head结构关联在一起形成一个I／O请求描述符(struct request)，再把request结构按照电梯算法排队到设备的请求队列(request_queue_t)。这样实际执行I／O传输时，顺次处理对应块设备的请求队列。

　　对于request结构的电梯排队算法，避免由于频繁的移动磁头而导致块设备性能下降；然而，目前在Linux块设备驱动程序中，对一个request结构中的各个buffer_head结构分别发布I／O读写命令，会导致每次对一个buffer_head的输入／输出时，磁头都会停顿一段时间，进行DMA数据读写。这样频繁的磁头启停会导致磁盘性能下降。

　　2.2.2 集群读写的实现

　　传统的块设备驱动程序中每次发布读写命令都只对一个buffer_head缓冲而导致块设备性能下降。针对这一问题，我们对传统块设备进行改进，实现了集群读写。由于每一个request结构的buffer_head结构链对应的物理块都是相邻的，因此为进行集群读写创造了条件。request结构中的nr_sectors表示该request结构需要读写的块数。进行读写时，一次性发布读写块数为nr_seetors，读入块设备内容到requem结构指向的第一个buffer_head结构对应的内存区域。在一个buffer_head结构的缓冲区读写满了以后，就调整读写缓冲区地址为下一个buffer_head所指向的缓冲区，同时配合DMA进行数据传输，提高了读写速度。对一个request结构操作完成以后，释放request结构资源。实现集群读操作伪码如下：
Read_mmc(){

　发布读写命令，读入的数据块数为一个rcquest一>nr_sectors的块数；
缓冲区的指针指向第1个bh结构所指的缓冲区；
while(数据还没有读完){
读入数据到buffer_head结构所指定的缓冲区；／*调用Pxa_read_mmc()*／
调整缓冲区的指针到下一个buffer_head结构所指向的缓冲区；
}
}

　　2．2．3集群读写中的并发控制

　　如果I／O请求队列request_queue_t是在内核中的许多地方都被访问的，则该队列就成为了临界资源。为了对