聊聊ZFS中IO框架之基础篇
ZFS中的ZIO的流程中最上层是zfs操作入口，zpl是ZFS中的posix层，dmu是zfs中数据转换单元，这个设计和内核的虚拟地址类似，arc是数据缓存层,zio是SPA模块中执行数据从缓存到具体的磁盘的IO过程，这个也是zfs中比较复杂的部分
ZFS中定义了多种IO类型，每一种IO操作对应zio中的一个或者多个函数。ZIO的类型具体定义在zio_type中.
typedef enum zio_type {
ZIO_TYPE_NULL = 0,
ZIO_TYPE_READ,
ZIO_TYPE_WRITE,
ZIO_TYPE_FREE,
ZIO_TYPE_CLAIM,
ZIO_TYPE_IOCTL,
ZIO_TYPE_TRIM,
ZIO_TYPES
} zio_type_t
ZFS中定义每种IO类型的实际doing时候的状态,实际的IO过程中最终是调用zio_execute(__zio_execute)开启IO的pipeline
enum zio_stage {
ZIO_STAGE_OPEN = 1 << 0, /* RWFCI */
ZIO_STAGE_READ_BP_INIT = 1 << 1, /* R---- */
ZIO_STAGE_WRITE_BP_INIT = 1 << 2, /* -W--- */
ZIO_STAGE_FREE_BP_INIT = 1 << 3, /* --F-- */
ZIO_STAGE_ISSUE_ASYNC = 1 << 4, /* RWF-- */
ZIO_STAGE_WRITE_COMPRESS = 1 << 5, /* -W--- */
ZIO_STAGE_ENCRYPT = 1 << 6, /* -W--- */
ZIO_STAGE_CHECKSUM_GENERATE = 1 << 7, /* -W--- */
ZIO_STAGE_NOP_WRITE = 1 << 8, /* -W--- */
ZIO_STAGE_DDT_READ_START = 1 << 9, /* R---- */
ZIO_STAGE_DDT_READ_DONE = 1 << 10, /* R---- */
ZIO_STAGE_DDT_WRITE = 1 << 11, /* -W--- */
ZIO_STAGE_DDT_FREE = 1 << 12, /* --F-- */
ZIO_STAGE_GANG_ASSEMBLE = 1 << 13, /* RWFC- */
ZIO_STAGE_GANG_ISSUE = 1 << 14, /* RWFC- */
ZIO_STAGE_DVA_THROTTLE = 1 << 15, /* -W--- */
ZIO_STAGE_DVA_ALLOCATE = 1 << 16, /* -W--- */
ZIO_STAGE_DVA_FREE = 1 << 17, /* --F-- */
ZIO_STAGE_DVA_CLAIM = 1 << 18, /* ---C- */
ZIO_STAGE_READY = 1 << 19, /* RWFCI */
ZIO_STAGE_VDEV_IO_START = 1 << 20, /* RW--I */
ZIO_STAGE_VDEV_IO_DONE = 1 << 21, /* RW--I */
ZIO_STAGE_VDEV_IO_ASSESS = 1 << 22, /* RW--I */
ZIO_STAGE_CHECKSUM_VERIFY = 1 << 23, /* R---- */
ZIO_STAGE_DONE = 1 << 24 /* RWFCI */
};- 每中IO类型的对应
ZIO_TASKQ_ISSUE、ZIO_TASKQ_ISSUE_HIGH、ZIO_TASKQ_INTERRUPT、ZIO_TASKQ_INTERRUPT_HIGH这4个队列，这些队列承载可执行zio的数据,具体定义在
// 每种IO的队列
typedef enum zio_taskq_type {
ZIO_TASKQ_ISSUE = 0,
ZIO_TASKQ_ISSUE_HIGH,
ZIO_TASKQ_INTERRUPT,
ZIO_TASKQ_INTERRUPT_HIGH,
ZIO_TASKQ_TYPES
} zio_taskq_type_t;
// 队列的初始化
spa_create_zio_taskqs(spa_t *spa)
{
for (int t = 0; t < ZIO_TYPES; t++) {
for (int q = 0; q < ZIO_TASKQ_TYPES; q++) {
spa_taskqs_init(spa, t, q);
}
}
}ZFS中的IO Pipeline，每种类型的IO按照自己的流程执行Pipeline的函数.读请求和写请求的执行的Pipeline完全不同。
static zio_pipe_stage_t *zio_pipeline[] = {
NULL,
zio_read_bp_init,
zio_write_bp_init,
zio_free_bp_init,
zio_issue_async,
zio_write_compress,
zio_encrypt,
zio_checksum_generate,
zio_nop_write,
zio_ddt_read_start,
zio_ddt_read_done,
zio_ddt_write,
zio_ddt_free,
zio_gang_assemble,
zio_gang_issue,
zio_dva_throttle,
zio_dva_allocate,
zio_dva_free,
zio_dva_claim,
zio_ready,
zio_vdev_io_start,
zio_vdev_io_done,
zio_vdev_io_assess,
zio_checksum_verify,
zio_done
};本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自微信公众号。
原始发表：2022-11-23，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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