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SylixOS磁盘高速传输

發(fā)布時間：2025/3/8 编程问答 18 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 SylixOS磁盘高速传输小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

SylixOS管線模型分析

前文主要介紹了SylixOS中的塊設(shè)備CACHE管理，本章主要介紹磁盤高速傳輸。在CAHCE回寫中SyilxOS采取了兩種方式，即直接回寫和多管線并發(fā)回寫。并發(fā)寫管線通過多線程并發(fā)處理CACHE提交的寫請求，實現(xiàn)磁盤高速傳輸。

SylixOS中通過LW_DISKCACHE_WP結(jié)構(gòu)體管理并發(fā)寫管線，該結(jié)構(gòu)體的具體內(nèi)容如程序清單 1-1所示。

程序清單 1-1

typedef?struct?{BOOL????????????????????DISKCWP_bExit;??????????????????????/*??是否需要退出????????????????*/BOOL????????????????????DISKCWP_bCacheCoherence;????????????/*??CACHE?一致性標(biāo)志????????????*/BOOL????????????????????DISKCWP_bParallel;??????????????????/*??并行化讀寫支持??????????????*/INT?????????????????????DISKCWP_iPipeline;??????????????????/*??寫管線線程數(shù)????????????????*/INT?????????????????????DISKCWP_iMsgCount;??????????????????/*??寫消息緩沖個數(shù)??????????????*/PVOID???????????????????DISKCWP_pvRBurstBuffer;?????????????/*??管線緩存????????????????????*/PVOID???????????????????DISKCWP_pvWBurstBuffer;?????????????/*??管線緩存????????????????????*/LW_OBJECT_HANDLE????????DISKCWP_hMsgQueue;??????????????????/*??管線刷新隊列????????????????*/LW_OBJECT_HANDLE????????DISKCWP_hCounter;???????????????????/*??計數(shù)信號量??????????????????*/LW_OBJECT_HANDLE????????DISKCWP_hPart;??????????????????????/*??管線緩存管理????????????????*/LW_OBJECT_HANDLE????????DISKCWP_hSync;??????????????????????/*??排空信號????????????????????*/LW_OBJECT_HANDLE????????DISKCWP_hDev;???????????????????????/*??非并發(fā)設(shè)備鎖????????????????*/LW_OBJECT_HANDLE????????DISKCWP_hWThread[LW_CFG_DISKCACHE_MAX_PIPELINE];/*??管線寫任務(wù)表????????????????*/ }?LW_DISKCACHE_WP; typedef?LW_DISKCACHE_WP????*PLW_DISKCACHE_WP;

DISKCWP_bExit：為LW_TRUE時，寫管線線程將會退出；

DISKCWP_bCacheCoherence：為LW_TRUE時，管線緩存將使用非緩沖的內(nèi)存；

DISKCWP_bParallel：并行化讀寫支持，如果不支持則需要在操作設(shè)備前調(diào)用設(shè)備鎖，防止并發(fā)操作；

DISKCWP_iPipeline：寫管線線程數(shù)，為0時表示不是用并發(fā)寫管線；

DISKCWP_iMsgCount:寫消息緩沖個數(shù)，最小為DCATTR_iPipeline, 可以為 DCATTR_iPipeline 的2 ~ 8 倍；

DISKCWP_hMsgQueue：管線刷新隊列，上層通過發(fā)送一個消息，發(fā)起一個寫請求；

DISKCWP_hCounter：計數(shù)信號量，用于計數(shù)當(dāng)前緩沖塊，發(fā)起寫請求時申請，完成回寫時釋放；

DISKCWP_hPart：通過定長內(nèi)存管理管線緩存；

DISKCWP_hDev：非并發(fā)設(shè)備鎖；

DISKCWP_hWThread：管線寫任務(wù)表；

DISKCWP_hSync：排空信號，用于回寫完成后同步。

寫管線創(chuàng)建

寫管線的創(chuàng)建通過調(diào)用__diskCacheWpCreate函數(shù)來完成，其函數(shù)原型如程序清單 1-2所示。

程序清單 1-2

INT???__diskCacheWpCreate(PLW_DISKCACHE_CB??pdiskc,PLW_DISKCACHE_WP??pwp,?BOOL??????????????bCacheCoherence,BOOL??????????????bParallel,INT???????????????iPipeline,?INT???????????????iMsgCount,INT???????????????iMaxRBurstSector,INT???????????????iMaxWBurstSector,ULONG?????????????ulBytesPerSector);

函數(shù)__diskCacheWpCreate原型分析：

pdiskc：????????????????????緩沖控制塊

pwp：????????????????????????并發(fā)寫管線控制塊

bCacheCoherence： ????????CACHE 一致性需求

bParallel：????????????????并發(fā)讀寫支持

iPipeline：????????????????寫管線線程數(shù)

iMsgCount：????????????????管線總消息個數(shù)

iMaxRBurstSector：????????讀猝發(fā)長度

iMaxWBurstSector：????????寫猝發(fā)長度

ulBytesPerSector： ????????每扇區(qū)大小

函數(shù)__diskCacheWpCreate根據(jù)入?yún)?chuàng)建對應(yīng)的寫管線，并填充相關(guān)信息到并發(fā)寫管線控制控制結(jié)構(gòu)體，其創(chuàng)建流程如下所示。

創(chuàng)建管線緩存

創(chuàng)建管線刷新隊列

創(chuàng)建計數(shù)信號量

創(chuàng)建內(nèi)存分區(qū)緩存管理

創(chuàng)建排空信號

創(chuàng)建非并發(fā)設(shè)備鎖

創(chuàng)建寫管線線程組

寫管線線程

寫管線線程的函數(shù)原型如程序清單 1-3所示。

程序清單 1-3

static?PVOID??__diskCacheWpThread?(PVOID??pvArg)

參數(shù)pvArg為PLW_DISKCACHE_CB類型的磁盤緩沖控制塊。管線線程運行后，循環(huán)等待接收管線刷新消息。其中消息類型如程序清單 1-4所示。

程序清單 1-4

typedef?struct?{ULONG???????????????????DISKCWPM_ulStartSector;?????????????/*??起始扇區(qū)????????????????????*/ULONG???????????????????DISKCWPM_ulNSector;?????????????????/*??扇區(qū)數(shù)量????????????????????*/PVOID???????????????????DISKCWPM_pvBuffer;??????????????????/*??扇區(qū)緩沖????????????????????*/ }?LW_DISKCACHE_WPMSG; typedef?LW_DISKCACHE_WPMSG?*PLW_DISKCACHE_WPMSG;

當(dāng)線程接收到消息后，根據(jù)消息中的信息調(diào)用具體的硬件接口進(jìn)行寫操作。完成寫操作后，需要釋放消息中的內(nèi)存塊以及計數(shù)信號量和同步信號，接著進(jìn)入下一次循環(huán)等待接收消息。

SyilxOS管線使用

當(dāng)支持并發(fā)寫管線時，可以通過調(diào)用__diskCacheWpGetBuffer函數(shù)在已初始化后的內(nèi)存分區(qū)中申請一個內(nèi)存塊，該函數(shù)的具體實現(xiàn)如程序清單 2-1所示。

程序清單 2-1

PVOID??__diskCacheWpGetBuffer?(PLW_DISKCACHE_WP??pwp,?BOOL?bRead) {PVOID??pvRet;if?(bRead)?{return??(pwp->DISKCWP_pvRBurstBuffer);}if?(pwp->DISKCWP_iPipeline?==?0)?{return??(pwp->DISKCWP_pvWBurstBuffer);}if?(API_SemaphoreCPend(pwp->DISKCWP_hCounter,?LW_OPTION_WAIT_INFINITE))?{_BugHandle(LW_TRUE,?LW_TRUE,?"diskcache?pipeline?error!\r\n");}pvRet?=?API_PartitionGet(pwp->DISKCWP_hPart);_BugHandle((pvRet?==?LW_NULL),?LW_TRUE,?"diskcache?pipeline?error!\r\n");return??(pvRet); }

在申請內(nèi)存塊前，需要先請求計數(shù)信號量，計數(shù)信號量與內(nèi)存塊數(shù)量相等。當(dāng)內(nèi)存分區(qū)中已沒有剩余的內(nèi)存塊時，線程無法獲得計數(shù)信號量進(jìn)入休眠。當(dāng)管線線程完成寫操作后會釋放接收到的內(nèi)存塊，并釋放計數(shù)信號量，此時休眠線程成功申請信號量進(jìn)入就緒態(tài)，并順利獲得內(nèi)存塊。

接著需要將CACHE中的緩沖數(shù)據(jù)拷貝到內(nèi)存塊中，并提交一個寫請求。管線線程接收到消息后進(jìn)行具體的寫操作和資源釋放。寫請求函數(shù)如程序清單 2-2所示。

程序清單 2-2

INT??__diskCacheWpWrite?(PLW_DISKCACHE_CB??pdiskc,PLW_BLK_DEV???????pblkdDisk,PVOID?????????????pvBuffer,ULONG?????????????ulStartSector,ULONG?????????????ulNSector) {LW_DISKCACHE_WPMSG??diskcwpm;PLW_DISKCACHE_WP????pwp?=?&pdiskc->DISKC_wpWrite;if?(pwp->DISKCWP_iPipeline?==?0)?{return??(pdiskc->DISKC_pblkdDisk->BLKD_pfuncBlkWrt(pblkdDisk,?pvBuffer,ulStartSector,ulNSector));}diskcwpm.DISKCWPM_ulStartSector?=?ulStartSector;diskcwpm.DISKCWPM_ulNSector?????=?ulNSector;diskcwpm.DISKCWPM_pvBuffer??????=?pvBuffer;API_MsgQueueSend2(pwp->DISKCWP_hMsgQueue,?&diskcwpm,?sizeof(LW_DISKCACHE_WPMSG),?LW_OPTION_WAIT_INFINITE);return??(ERROR_NONE); }

發(fā)起寫請求后可通過調(diào)用__diskCacheWpSync函數(shù)進(jìn)行寫同步，該函數(shù)通過寫管線控制塊中的DISKCWP_hSync信號量實現(xiàn)同步功能。

參考資料

無

轉(zhuǎn)載于:https://blog.51cto.com/12557713/1936781

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SylixOS磁盘高速传输的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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