lvm分析之快照

1.             

1.          

1.1.         用户态实现

       对lv1创建一个快照卷时，有前面章节可知会创建多个dm设备，如下图所示：

       以上几个设备的创建过程如下：

1.       创建snap_lv1，其类型为linear，分配其存储空间，与磁盘映射关系如上图所示；

2.       创建lv1-real，其类型为linear，其映射的磁盘空间和lv1原有的映射一致；

3.       更改lv1的类型为origin，此时lv1被标记为只读，并且把io操作都重定向到lv1-real设备；

4.       创建snap_lv1-cow，其类型为linear，将其映射到snap_lv1分配的磁盘空间上，也即是和snap_lv1的映射一致；

5.       更改snap_lv1的类型为snapshot，此时将会创建一个lv1原有磁盘空间的写时复制的表格，并且将lv1-real和snap_lv1-cow绑定，因为以后更改lv1的内容将会保存到snap_lv1-cow中，而未修改的内容仍然在lv1-real中，这两者一起构成了snap_lv1，即是snap_lv1的映射范围为两者的和。

       当然在做以上工作之前需要先冻结lv1，完成以上动作之后，元数据将被更新，同时lv1将被激活，io将正常进行。

 

 

1.2.         内核态实现

在内核态主要涉及dm下的linear、snapshot-origin、shnapshot几个target的驱动。

其中最重要的几个函数就是ctr和map的实现，下面简单介绍以上三个target的ctr和map实现。

linear_ctr：将设备添加到dm_table的设备列表中，并记录在该设备上的起始位置。

linear_map：更改bio的设备，并将bio的偏移量加上该线性卷在物理设备上的起始偏移量，然后重新提交bio，由真正的设备驱动来处理。

origin_ctr：这个很简单，将real设备保存起来，方便后续的io重定向。

origin_map：重新映射io，如果是读io，直接重定向到real设备，如果是写io，则需查找保存shanshot的设备，并获取标记写时复制的表格，在其中查询是否本次io位于范围之内，如果该io地址范围内已经发生过一次写时复制，则直接重定向到real设备，如果还没有，则将本次io缓存起来，同时开启kcopy内核线程，从real设备上拷贝本次io地址范围内的数据到snap cow设备上，完成之后再将缓存的io重定向到real设备。

snapshot_ctr：在snap cow设备的前8k上建立写时复制的映射表，并建立real设备和snap cow设备的映射关系。

snapshot_map：如果为读io，且io对应地址没有发生写时复制，则从重定向到real设备，否则重定向到snap cow设备；如果为写io，则直接写入到snap cow设备，禁止写时复制。