linux下数据同步、回写机制分析

一、前言
在linux2.6.32之前，linux下数据同步是基于pdflush线程机制来实现的，在linux2.6.32以上的版本，内核彻底删掉了pdflush机制，改为了基于per-bdi线程来实现数据同步，与pdflush线程相比，在per-bdi线程机制中，每个后备存储器拥有自己唯一的回写线程，数据同步时需要更少的线程、也不会有多个pdflush对同一个后备存储器进行回写的竞态问题，回写的效率更高。

二、初始化默认的后备存储器default_backing_dev_info

static int __init default_bdi_init(void){    int err;    /*创建同步每个后备存储器的超级块的线程*/    sync_supers_tsk = kthread_run(bdi_sync_supers, NULL, "sync_supers");    BUG_ON(IS_ERR(sync_supers_tsk));  /*初始化一个定时器，该定时器控制同步超级块的周期，每隔dirty_writeback_interval去唤醒一次sync_supers_tsk，从而同步超级块。    dirty_writeback_interval可以通过修改/proc/sys/vm/下的dirty_writeback_centisecs来修改，默认值是500，单位是10ms    定时器函数sync_supers_timer_fn用于唤醒同步超级块的线程sync_supers_tsk，并且更新定时器的到期时间，具体实现如下*/    setup_timer(&sync_supers_timer, sync_supers_timer_fn, 0);    /*用于更新定时器的到期时间，详见下面代码。*/    bdi_arm_supers_timer();    /*初始化default_backing_dev_info的成员变量，初始化相关的链表，相关的变量赋初值等操作，请读者自行阅读。*/    err = bdi_init(&default_backing_dev_info);    if (!err)      /*调用bdi_register注册默认的后备存储器default_backing_dev_info到bdi_list链表，并创建默认的backing_dev_info管理线程，        用于管理其他的后备存储器的数据同步线程的创建和销毁，所有的后备存储器在初始化时都会调用bdi_register注册到bdi_list链表中。        bdi_register详见下文分析。*/        bdi_register(&default_backing_dev_info, NULL, "default");    /*初始化空的后备存储器，可以忽略。*/    err = bdi_init(&noop_backing_dev_info);    return err;}

void bdi_arm_supers_timer(void){    unsigned long next;    if (!dirty_writeback_interval)        return;    next = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10) + jiffies;    mod_timer(&sync_supers_timer, round_jiffies_up(next));}

static void sync_supers_timer_fn(unsigned long unused){    wake_up_process(sync_supers_tsk);    bdi_arm_supers_timer();}

bdi_arm_supers_timer函数重设定时器

void bdi_arm_supers_timer(void){    unsigned long next;    if (!dirty_writeback_interval)        return;    next = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10) + jiffies;    mod_timer(&sync_supers_timer, round_jiffies_up(next));}

三、bdi_register()函数分析
bdi_register函数用于注册后备存储器到全局链表bdi_list上，并且判断如果是默认的后备存储器default_backing_dev_info则创建bdi-default线程，用于管理创建或销毁所有后备存储器相关的同步回写线程。

int bdi_register(struct backing_dev_info *bdi, struct device *parent,        const char *fmt, ...){    va_list args;    struct device *dev;    if (bdi->dev)    /* The driver needs to use separate queues per device */        return 0;    va_start(args, fmt);    dev = device_create_vargs(bdi_class, parent, MKDEV(0, 0), bdi, fmt, args);    va_end(args);    if (IS_ERR(dev))        return PTR_ERR(dev);    bdi->dev = dev;    /*     * Just start the forker thread for our default backing_dev_info,     * and add other bdi's to the list. They will get a thread created     * on-demand when they need it.     */    if (bdi_cap_flush_forker(bdi)) {        struct bdi_writeback *wb = &bdi->wb;        wb->task = kthread_run(bdi_forker_thread, wb, "bdi-%s",                        dev_name(dev));        if (IS_ERR(wb->task))            return PTR_ERR(wb->task);    }    bdi_debug_register(bdi, dev_name(dev));    set_bit(BDI_registered, &bdi->state);    spin_lock_bh(&bdi_lock);    list_add_tail_rcu(&bdi->bdi_list, &bdi_list);    spin_unlock_bh(&bdi_lock);    trace_writeback_bdi_register(bdi);    return 0;}

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