Linux文件系统(四) - 从文件系统到块设备/从page cache到bio, request, request_queue

回写线程一步步会把page cache变成bio，然后bio组织成request，最终request链接到resquest queue中，供块设备层使用。
上一节中do_writepages通过a_ops->writepages会调用不同文件系统中在struct address_space_operations中实现的writepage函数来将page cache写到磁盘，在fat文件系统中这个结构体是这样实现的：

static const struct address_space_operations fat_aops = {
        .readpage       = fat_readpage,
        .readpages      = fat_readpages,
        .writepage      = fat_writepage,
        .writepages     = fat_writepages,
        .write_begin    = fat_write_begin,
        .write_end      = fat_write_end,
        .direct_IO      = fat_direct_IO,
        .bmap           = _fat_bmap
};

开始在fat_writepage中一步步跟踪page cache是如何转成bio的

//fs/fat/inode.c
fat_writepage
    block_write_full_page
        block_write_full_page_endio
            __block_write_full_page
                submit_bh
                    _submit_bh
                        submit_bio

在这里，page先是变成了buffer head，然后submit_bh又将buffer head变成了bio，再通过submit_bio来给块设备层处理。

上面这些函数都是在fs/目录下调用的，当调用到submit_bio的时候，开始转到block/文件夹下了。

//block/blk-core.c
submit_bio
    generic_make_request(bio)
        q->make_request_fn(q, bio);

这里make_request_fn函数是在blk_queue_init的时候注册的回调函数blk_queue_io，看看之前他是怎么初始化的：

blk_init_queue(request_fn_proc *rfn, spinlock_t *lock)
    blk_init_queue_node
        blk_init_allocated_queue
            q->request_fn = rfn;
            blk_queue_make_request(q, blk_queue_bio);
                q->make_request_fn = mfn;

在blk_init_queue这个函数中会初始化request_fn和make_request_fn这两个回调函数。
make_request_fn将bio组织成request，默认就是blk_queue_bio，也可以用函数blk_queue_make_request指定自己的bio组织成request的函数。
request_fn是块设备驱动在初始化request的时候在块设备中指定的对request处理函数。

好了，回到刚才的q->make_request_fn，也就是默认的blk_queue_bio函数，
他先调用add_acct_request，里面通过I/O电梯调度算法将request插到request_queue中，电梯调度算法有3种: cfq, deadline, noop，具体见后一篇文章；
然后他调用__blk_run_queue，里面会调用之前块设备中注册的request处理回调函数q->request_fn来在块设备驱动中处理这个request

blk_queue_bio
    add_acct_request
        __elv_add_request
            q->elevator->type->ops.elevator_add_req_fn(q, rq);
    __blk_run_queue
        __blk_run_queue_uncond
            q->request_fn