Vietnamese (machine translation)

English

Lưu ý

Mục đích của file này là để độc giả tiếng Việt có thể đọc và hiểu tài liệu nhân kernel dễ dàng hơn, không phải để tạo ra một nhánh tài liệu riêng. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc cập nhật nào cho file này, vui lòng thử cập nhật file tiếng Anh gốc trước. Nếu bạn thấy có sự khác biệt giữa bản dịch và bản gốc, hoặc có vấn đề về bản dịch, vui lòng gửi góp ý hoặc patch cho người dịch của file này, hoặc nhờ người bảo trì và người review tài liệu tiếng Việt giúp đỡ.

Bản gốc:: Library Design
Người dịch:: Google Translate (machine translation)
Phiên bản gốc:: 8541d8f725c6

Cảnh báo

Tài liệu này được dịch tự động bằng máy và chưa được review bởi người dịch. Nội dung có thể không chính xác hoặc khó hiểu ở một số chỗ. Khi có sự khác biệt với bản gốc, bản gốc luôn là chuẩn. Bản dịch chất lượng cao (được review) được đặt trong thư mục vi_VN/.

1. Thiết kế thư viện¶

1.1. Giới thiệu ¶

iomap là thư viện hệ thống tệp để xử lý các thao tác tệp phổ biến. Thư viện có hai lớp:

Lớp thấp hơn cung cấp một trình vòng lặp trên các phạm vi bù trừ tệp.
Lớp này cố gắng lấy ánh xạ của từng phạm vi tệp vào bộ nhớ từ hệ thống tập tin, nhưng thông tin lưu trữ không nhất thiết được yêu cầu.
Lớp trên hoạt động dựa trên ánh xạ không gian được cung cấp bởi
trình lặp lớp dưới.

Việc lặp lại có thể liên quan đến việc ánh xạ các phạm vi bù logic của tệp tới phạm vi vật lý, nhưng thông tin lớp lưu trữ không nhất thiết phải được yêu cầu, ví dụ: để biết thông tin tập tin được lưu trong bộ nhớ cache. Thư viện xuất các API khác nhau để thực hiện các thao tác với tệp như như:

Pagecache đọc và ghi

Lỗi ghi Folio vào bộ đệm trang

Viết lại những tờ giấy bẩn

Đọc và ghi I/O trực tiếp

fsdax I/O đọc, ghi, tải và lưu trữ

FIEMAP

lseek ZZ0000ZZ và ZZ0001ZZ

kích hoạt tập tin hoán đổi

Nguồn gốc của thư viện này là đường dẫn I/O của tệp mà XFS đã từng sử dụng; nó hiện đã được mở rộng để bao gồm một số hoạt động khác.

1.2. Ai nên đọc cái này?¶

Đối tượng mục tiêu của tài liệu này là hệ thống tập tin, lưu trữ và lập trình viên pagecache và người đánh giá mã.

Nếu bạn đang làm việc trên PCI, kiến trúc máy hoặc trình điều khiển thiết bị, bạn rất có thể ở sai chỗ.

1.3. Làm thế nào là điều này tốt hơn?¶

Không giống như mô hình I/O Linux cổ điển chia I/O tệp thành các phần nhỏ. đơn vị (thường là các trang hoặc khối bộ nhớ) và tra cứu ánh xạ không gian trên cơ sở của đơn vị đó, mô hình iomap sẽ yêu cầu hệ thống tập tin cung cấp ánh xạ không gian lớn nhất mà nó có thể tạo cho một thao tác tệp nhất định và bắt đầu hoạt động trên cơ sở đó. Chiến lược này cải thiện khả năng hiển thị của hệ thống tập tin về kích thước của hoạt động đang được thực hiện, cho phép nó chống lại sự phân mảnh bằng phân bổ không gian lớn hơn khi có thể. Ánh xạ không gian lớn hơn cải thiện hiệu suất thời gian chạy bằng cách khấu hao chi phí của hàm ánh xạ gọi vào hệ thống tập tin trên một lượng lớn hơn dữ liệu.

Ở mức cao, thao tác iomap ZZ0000ZZ:

Đối với mỗi byte trong phạm vi hoạt động...

Lấy bản đồ không gian qua ZZ0000ZZ
Đối với từng tiểu đơn vị công việc...

Xác nhận lại ánh xạ và quay lại (1) ở trên, nếu cần.
Cho đến nay chỉ có các hoạt động pagecache cần thực hiện việc này.
Thực hiện công việc
Con trỏ thao tác tăng dần
Phát hành ánh xạ qua ZZ0000ZZ, nếu cần

Mỗi thao tác iomap sẽ được đề cập chi tiết hơn dưới đây. Thư viện này trước đây được bao phủ bởi ZZ0000ZZ và ZZ0001ZZ.

Mục tiêu của tài liệu này là cung cấp một cuộc thảo luận ngắn gọn về thiết kế và khả năng của iomap, tiếp theo là danh mục chi tiết hơn của các giao diện được trình bày bởi iomap. Nếu bạn thay đổi iomap, vui lòng cập nhật tài liệu thiết kế này.

1.4. Trình lặp phạm vi tệp ¶

1.4.1. định nghĩa ¶

ZZ0000ZZ: Phá vỡ tàn dư của bộ đệm đệm cũ.
ZZ0000ZZ: Kích thước khối của một file hay còn gọi là ZZ0001ZZ.
ZZ0000ZZ: Rwsemaphore VFS ZZ0001ZZ.
Các quy trình giữ điều này ở chế độ chia sẻ để đọc trạng thái và nội dung tệp. Một số hệ thống tập tin có thể cho phép chế độ chia sẻ để ghi. Các quy trình thường giữ điều này ở chế độ độc quyền để thay đổi trạng thái tệp và nội dung.
ZZ0000ZZ: Bộ đệm trang ZZ0001ZZ
rwsemaphore bảo vệ chống lại việc chèn và loại bỏ folio cho các hệ thống tập tin hỗ trợ đục lỗ các folio bên dưới EOF. Các quy trình muốn chèn folios phải giữ khóa này trong tài khoản chung chế độ ngăn chặn việc loại bỏ, mặc dù việc chèn đồng thời được cho phép. Các quy trình muốn xóa folio phải giữ khóa này độc quyền chế độ để ngăn chặn việc chèn vào. Loại bỏ đồng thời không được phép.
ZZ0000ZZ: Khóa đọc RCU mà dax sử dụng để ngăn chặn
móc tắt trước thiết bị để quay trở lại trước khi các luồng khác có tài nguyên được phát hành.
ZZ0000ZZ: Nguyên tắc đồng bộ hóa này là
nội bộ của hệ thống tệp và phải bảo vệ dữ liệu ánh xạ tệp từ các bản cập nhật trong khi ánh xạ đang được lấy mẫu. Tác giả hệ thống tập tin phải xác định cách thức phối hợp này xảy ra; nó không cần phải là một khóa thực sự.
ZZ0000ZZ: Đây là thuật ngữ chung cho
nguyên tắc đồng bộ hóa mà các hàm iomap thực hiện khi giữ một lập bản đồ. Một ví dụ cụ thể là sử dụng khóa folio trong khi đọc hoặc viết bộ đệm trang.
ZZ0001ZZ: Thao tác ghi không yêu cầu bất kỳ
siêu dữ liệu hoặc các thao tác zeroing để thực hiện trong quá trình gửi hoặc hoàn thiện. Điều này ngụ ý rằng hệ thống tập tin phải có không gian được phân bổ trên đĩa dưới dạng ZZ0000ZZ và hệ thống tập tin không được đặt bất kỳ các ràng buộc về căn chỉnh hoặc kích thước IO. Hạn chế duy nhất về căn chỉnh I/O là cấp độ thiết bị (I/O tối thiểu kích thước và căn chỉnh, thường là kích thước khu vực).

1.4.2. ZZ0000ZZ ¶

Hệ thống tập tin giao tiếp với trình lặp iomap ánh xạ của phạm vi byte của tệp đến phạm vi byte của thiết bị lưu trữ với cấu trúc dưới đây:

struct iomap {
    u64                 addr;
    loff_t              offset;
    u64                 length;
    u16                 type;
    u16                 flags;
    struct block_device *bdev;
    struct dax_device   *dax_dev;
    void                *inline_data;
    void                *private;
    u64                 validity_cookie;
};

Các trường như sau:

ZZ0000ZZ và ZZ0001ZZ mô tả phạm vi bù trừ tệp, trong
byte, được bao phủ bởi ánh xạ này. Các trường này phải luôn được đặt bởi hệ thống tập tin.
ZZ0000ZZ mô tả kiểu ánh xạ không gian:
ZZ0003ZZ: Không có dung lượng lưu trữ nào được phân bổ.
Loại này không bao giờ được trả lại để phản hồi ZZ0000ZZ hoạt động vì việc ghi phải phân bổ và ánh xạ không gian và trả về bản đồ. Trường ZZ0001ZZ phải được đặt thành ZZ0002ZZ. iomap không hỗ trợ ghi (dù qua pagecache hay trực tiếp I/O) vào một lỗ.
ZZ0003ZZ: Lời hứa sẽ phân bổ không gian sau này
(“phân bổ bị trì hoãn”). Nếu hệ thống tập tin trả về IOMAP_F_NEW ở đây và quá trình ghi không thành công, Chức năng ZZ0000ZZ phải xóa đặt chỗ. Trường ZZ0001ZZ phải được đặt thành ZZ0002ZZ.
ZZ0003ZZ: Phạm vi tệp ánh xạ tới không gian cụ thể trên
thiết bị lưu trữ. Thiết bị được trả lại dưới dạng ZZ0000ZZ hoặc ZZ0001ZZ. Địa chỉ thiết bị, tính bằng byte, được trả về qua ZZ0002ZZ.
ZZ0003ZZ: Phạm vi tệp ánh xạ tới không gian cụ thể trên
thiết bị lưu trữ, nhưng dung lượng vẫn chưa được khởi tạo. Thiết bị được trả lại dưới dạng ZZ0000ZZ hoặc ZZ0001ZZ. Địa chỉ thiết bị, tính bằng byte, được trả về qua ZZ0002ZZ. Các lần đọc từ loại ánh xạ này sẽ trả về số 0 cho người gọi. Đối với thao tác ghi hoặc ghi lại, ioend nên cập nhật ánh xạ tới MAPPED. Tham khảo các phần về ioends để biết thêm chi tiết.
ZZ0004ZZ: Phạm vi tệp ánh xạ tới bộ nhớ đệm
được chỉ định bởi ZZ0000ZZ. Đối với thao tác ghi, có lẽ hàm ZZ0001ZZ xử lý việc duy trì dữ liệu. Trường ZZ0002ZZ phải được đặt thành ZZ0003ZZ.
ZZ0000ZZ mô tả trạng thái của bản đồ không gian.
Những cờ này phải được đặt bởi hệ thống tệp trong ZZ0001ZZ:
ZZ0000ZZ: Không gian dưới ánh xạ mới được phân bổ.
Các vùng không được ghi vào phải bằng 0. Nếu việc ghi không thành công và việc ánh xạ là để dành chỗ trống, thì đặt chỗ phải được xóa.
ZZ0000ZZ: Inode sẽ có siêu dữ liệu sẵn có cần thiết
để truy cập bất kỳ dữ liệu được viết. fdatasync được yêu cầu để cam kết những thay đổi này thành liên tục lưu trữ. Điều này cần tính đến những thay đổi về siêu dữ liệu mà ZZ0001ZZ thực hiện khi hoàn thành I/O, chẳng hạn như cập nhật kích thước tệp từ I/O trực tiếp.
ZZ0000ZZ: Không gian dưới ánh xạ được chia sẻ.
Sao chép khi ghi là cần thiết để tránh làm hỏng dữ liệu tệp khác.
ZZ0000ZZ: Ánh xạ này yêu cầu sử dụng bộ đệm
đầu cho các hoạt động pagecache. Không thêm nhiều công dụng của việc này.
ZZ0000ZZ: Nhiều ánh xạ khối liền kề đã được
kết hợp lại thành bản đồ duy nhất này. Điều này chỉ hữu ích cho FIEMAP.
ZZ0000ZZ: Ánh xạ dành cho dữ liệu thuộc tính mở rộng, không phải
dữ liệu tập tin thông thường. Điều này chỉ hữu ích cho FIEMAP.
ZZ0000ZZ: Điều này cho biết I/O và việc hoàn thành nó không được
hợp nhất với bất kỳ I/O hoặc hoàn thành nào khác. Hệ thống tập tin phải sử dụng điều này khi gửi I/O tới các thiết bị không thể xử lý I/O vượt qua các LBA nhất định (ví dụ: thiết bị ZNS). Cờ này chỉ áp dụng cho việc ghi lại I/O được đệm; tất cả các chức năng khác bỏ qua nó.
ZZ0000ZZ: Cờ này được dành riêng cho mục đích sử dụng riêng của hệ thống tệp.
ZZ0000ZZ: Cho biết rằng (ghi) I/O không có mục tiêu
khối được gán cho nó và hệ thống tập tin sẽ thực hiện điều đó trong tiểu sử trình xử lý gửi, phân tách I/O nếu cần.
ZZ0001ZZ: Điều này cho biết I/O ghi phải được gửi cùng với
Cờ ZZ0000ZZ được đặt trong tiểu sử. Hệ thống tập tin cần đặt cờ này thành thông báo cho iomap rằng thao tác ghi I/O yêu cầu bảo vệ chống rách ghi dựa trên cơ chế giảm tải CTNH. Họ cũng phải đảm bảo rằng các cập nhật bản đồ sau khi hoàn thành I/O phải được thực hiện trong một siêu dữ liệu duy nhất cập nhật.

Những cờ này có thể được đặt bởi chính iomap trong quá trình thao tác với tệp.: Hệ thống tập tin sẽ cung cấp chức năng ZZ0000ZZ nếu cần để quan sát những lá cờ này:

ZZ0000ZZ: Kích thước tập tin đã thay đổi do
sử dụng bản đồ này.
ZZ0002ZZ: Bản đồ được phát hiện là cũ.
iomap sẽ gọi ZZ0000ZZ trên ánh xạ này và sau đó ZZ0001ZZ để có được ánh xạ mới.

Hiện tại, những cờ này chỉ được đặt bởi các hoạt động của pagecache.

ZZ0000ZZ mô tả địa chỉ thiết bị, tính bằng byte.
ZZ0000ZZ mô tả thiết bị khối cho việc ánh xạ này.
Điều này chỉ cần được đặt cho các hoạt động được ánh xạ hoặc không được ghi lại.
ZZ0000ZZ mô tả thiết bị DAX cho việc ánh xạ này.
Điều này chỉ cần được đặt cho các hoạt động được ánh xạ hoặc không được ghi và chỉ dành cho hoạt động fsdax.
ZZ0000ZZ trỏ đến bộ nhớ đệm cho I/O liên quan đến
Ánh xạ ZZ0001ZZ. Giá trị này bị bỏ qua đối với tất cả các loại ánh xạ khác.
ZZ0000ZZ là con trỏ tới ZZ0002ZZ.
Giá trị này sẽ được chuyển không thay đổi tới ZZ0001ZZ.
ZZ0000ZZ là giá trị độ mới kỳ diệu được đặt bởi hệ thống tập tin
nên được sử dụng để phát hiện ánh xạ cũ. Đối với các hoạt động của pagecache, điều này rất quan trọng để hoạt động chính xác bởi vì lỗi trang có thể xảy ra, điều này ngụ ý rằng hệ thống tập tin bị khóa không nên được giữ giữa ZZ0001ZZ và ZZ0002ZZ. Các hệ thống tập tin có ánh xạ hoàn toàn tĩnh không cần đặt giá trị này. Chỉ các hoạt động của bộ đệm trang mới xác nhận lại ánh xạ; xem phần về ZZ0003ZZ để biết chi tiết.

1.4.3. ZZ0000ZZ ¶

Mọi hàm iomap đều yêu cầu hệ thống tập tin phải vượt qua một phép toán cấu trúc để có được ánh xạ và (tùy chọn) để giải phóng ánh xạ:

struct iomap_ops {
    int (*iomap_begin)(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
                       unsigned flags, struct iomap *iomap,
                       struct iomap *srcmap);

    int (*iomap_end)(struct inode *inode, loff_t pos, loff_t length,
                     ssize_t written, unsigned flags,
                     struct iomap *iomap);
};

1.4.3.1. ZZ0000ZZ ¶

Các hoạt động iomap gọi ZZ0000ZZ để lấy một ánh xạ tệp cho phạm vi byte được chỉ định bởi ZZ0001ZZ và ZZ0002ZZ cho tệp ZZ0003ZZ. Ánh xạ này phải được trả về thông qua con trỏ ZZ0004ZZ. Ánh xạ phải bao gồm ít nhất byte đầu tiên của tệp được cung cấp phạm vi, nhưng nó không cần phải bao phủ toàn bộ phạm vi được yêu cầu.

Mỗi thao tác iomap mô tả thao tác được yêu cầu thông qua Đối số ZZ0000ZZ. Giá trị chính xác của ZZ0001ZZ sẽ được ghi lại trong phần hoạt động cụ thể bên dưới. Về nguyên tắc, những cờ này có thể áp dụng chung cho iomap hoạt động:

ZZ0000ZZ được đặt khi người gọi muốn gửi tệp I/O tới
khối lưu trữ.
ZZ0000ZZ được đặt khi người gọi muốn gửi tệp I/O tới
lưu trữ giống như bộ nhớ.
ZZ0000ZZ được đặt khi người gọi muốn thực hiện tốt nhất
nỗ lực tránh bất kỳ hoạt động nào có thể dẫn đến việc chặn nhiệm vụ nộp. Điều này có mục đích tương tự như ZZ0001ZZ dành cho API mạng - đó là dành cho các ứng dụng không đồng bộ để tiếp tục thực hiện công việc khác thay vì chờ đợi tài nguyên hệ thống tập tin không có sẵn cụ thể để trở nên có sẵn. Các hệ thống tập tin triển khai ngữ nghĩa ZZ0002ZZ cần sử dụng thuật toán trylock. Họ cần có khả năng đáp ứng toàn bộ phạm vi yêu cầu I/O với ánh xạ iomap đơn. Họ cần tránh đọc hoặc ghi siêu dữ liệu một cách đồng bộ. Họ cần tránh chặn việc phân bổ bộ nhớ. Họ cần tránh phải chờ đợi đặt chỗ giao dịch để cho phép những sửa đổi sắp diễn ra. Có lẽ họ không nên phân bổ không gian mới. Và vân vân. Nếu có bất kỳ nghi ngờ nào trong đầu của nhà phát triển hệ thống tập tin về liệu bất kỳ hoạt động ZZ0003ZZ cụ thể nào có thể bị chặn hay không, thì họ nên trả lại ZZ0004ZZ càng sớm càng tốt thay vì bắt đầu hoạt động và buộc tác vụ gửi phải chặn. ZZ0005ZZ thường được đặt thay mặt cho ZZ0006ZZ hoặc ZZ0007ZZ.
ZZ0000ZZ được đặt khi người gọi muốn thực hiện
I/O tập tin đệm và muốn hạt nhân loại bỏ bộ nhớ đệm trang sau khi I/O hoàn tất, nếu nó chưa được người khác sử dụng chủ đề.

Nếu cần đọc nội dung tệp hiện có từ ZZ0001ZZ thiết bị hoặc phạm vi địa chỉ trên thiết bị, hệ thống tập tin sẽ trả về thông tin đó thông tin qua ZZ0000ZZ. Chỉ các hoạt động pagecache và fsdax mới hỗ trợ đọc từ một ánh xạ và viết cho người khác.

1.4.3.2. ZZ0000ZZ ¶

Sau khi thao tác hoàn tất, chức năng ZZ0000ZZ, nếu có, được gọi để báo hiệu rằng iomap đã hoàn tất việc ánh xạ. Thông thường, việc triển khai sẽ sử dụng chức năng này để loại bỏ mọi bối cảnh đã được thiết lập trong ZZ0001ZZ. Ví dụ: một lệnh ghi có thể muốn cam kết đặt trước các byte đã được vận hành và giải phóng bất kỳ không gian nào chưa được vận hành trên. ZZ0002ZZ có thể bằng 0 nếu không có byte nào được chạm vào. ZZ0003ZZ sẽ chứa cùng giá trị được truyền cho ZZ0004ZZ. Các hoạt động đọc iomap có thể không cần cung cấp chức năng này.

Cả hai hàm sẽ trả về mã lỗi âm nếu có lỗi hoặc bằng 0 nếu thành công.

1.5. Chuẩn bị cho hoạt động tập tin ¶

iomap chỉ xử lý ánh xạ và I/O. Hệ thống tập tin vẫn phải gọi VFS để kiểm tra các tham số đầu vào và trạng thái tệp trước khi bắt đầu thao tác I/O. Nó không xử lý việc bảo vệ chống đóng băng hệ thống tập tin, cập nhật dấu thời gian, tước bỏ đặc quyền hoặc kiểm soát truy cập.

1.6. Khóa phân cấp ¶

iomap yêu cầu hệ thống tập tin cung cấp mô hình khóa riêng của chúng. Có ba loại nguyên thủy đồng bộ hóa, theo như iomap có liên quan:

Mức nguyên thủy ZZ0003ZZ được hệ thống tập tin cung cấp để
phối hợp truy cập vào các hoạt động iomap khác nhau. Nguyên thủy chính xác là dành riêng cho hệ thống tập tin và hoạt động, nhưng thường là inode VFS, vô hiệu hóa bộ đệm trang hoặc khóa folio. Ví dụ: một hệ thống tập tin có thể lấy ZZ0000ZZ trước khi gọi ZZ0001ZZ và ZZ0002ZZ để ngăn chặn hai thao tác tập tin này khỏi ghi đè lẫn nhau. Việc ghi lại Pagecache có thể khóa một folio để ngăn các chủ đề khác truy cập truy cập folio cho đến khi quá trình viết lại được tiến hành.
Mức nguyên thủy ZZ0004ZZ được lấy bởi hệ thống tập tin trong
ZZ0000ZZ và ZZ0001ZZ có chức năng phối hợp truy cập vào thông tin ánh xạ không gian tập tin. Các trường của đối tượng iomap phải được điền trong khi giữ nguyên thủy này. Nguyên thủy đồng bộ hóa cấp cao hơn, nếu có, vẫn được giữ trong khi có được nguyên thủy đồng bộ hóa cấp thấp hơn. Ví dụ: XFS lấy ZZ0002ZZ và ext4 lấy ZZ0003ZZ trong khi lấy mẫu ánh xạ. Hệ thống tập tin có thông tin ánh xạ bất biến có thể không yêu cầu đồng bộ ở đây
Nguyên hàm ZZ0000ZZ được thực hiện bằng thao tác iomap để
phối hợp truy cập vào cấu trúc dữ liệu nội bộ của chính nó. Nguyên thủy đồng bộ hóa cấp cao hơn, nếu có, vẫn được giữ trong khi có được nguyên thủy này. Nguyên thủy cấp thấp hơn không được giữ trong khi có được điều này nguyên thủy. Ví dụ: thao tác ghi pagecache sẽ thu được ánh xạ tệp, sau đó lấy và khóa một tờ giấy để sao chép nội dung mới. Nó cũng có thể khóa một đối tượng trạng thái folio nội bộ để cập nhật siêu dữ liệu.

Các yêu cầu khóa chính xác dành riêng cho hệ thống tập tin; cho một số hoạt động nhất định, một số khóa này có thể được bỏ qua. Tất cả những đề cập thêm về khóa là ZZ0000ZZ, không phải là bắt buộc. Mỗi tác giả hệ thống tập tin phải tự tìm ra cách khóa.

1.7. Lỗi và hạn chế ¶

Không hỗ trợ fscrypt.

Không hỗ trợ nén.

Chưa hỗ trợ cho fsverity.

Giả định chắc chắn rằng IO sẽ hoạt động giống như trên XFS.

Iomap ZZ0000ZZ có hoạt động với dữ liệu tệp không thông thường không?

Các bản vá chào mừng!

Nhân Linux

Mục lục

Trang này