MD中的bitmap（2） - bitmap数据结构
时间：2009-08-10 来源：qincp-
bitmap原理很明了，按照这个原理直接进行实施也是可以的，但直接这样实施的话，由于一次数据块的写入多了两次磁盘访问（bitmap的设置和清除），写入效率会受到较大影响，所以还需要考虑一些优化。
优化主要是两方面的：bitmap的设置后批量写入；bitmap的延时清除。这两方面的优化原理上和磁盘缓存差不多，需要在内存中构建和磁盘bitmap文件对应的数据结构，bitmap操作首先在缓存中进行，必要时才进行真正的磁盘操作。
下面来看看bitmap在磁盘上以及在内存中的结构。
Bitmap文件的磁盘组织
Bitmap磁盘文件可以存放在MD设备之外，此时MD结构中的bitmap_file表示这个bitmap文件；bitmap磁盘文件也可以存放在MD设备自身，这个bitmap相对于MD的超级块的位置由bitmap_offset指定（注意这个值也可以为负，表示Bitmap文件存放在超级块之前）。 磁盘文件由超级块和位图组成，超级块大小为256字节，随后紧跟位图。位图中，一个位对应磁阵中一段条带段，这个大小由超级块的chunksize字段确定，位被设置则表示该对应chunk需要同步，位被清零表示对应chunk状态一致，无需同步。 超级块
typedef struct bitmap_super_s { __le32 magic; /* 0 BITMAP_MAGIC */ __le32 version; /* 4 the bitmap major for now, could change... */ __u8 uuid[16]; /* 8 128 bit uuid - must match md device uuid */ __le64 events; /* 24 event counter for the bitmap (1)*/ __le64 events_cleared;/*32 event counter when last bit cleared (2) */ __le64 sync_size; /* 40 the size of the md device's sync range(3) */ __le32 state; /* 48 bitmap state information */ __le32 chunksize; /* 52 the bitmap chunk size in bytes */ __le32 daemon_sleep; /* 56 seconds between disk flushes */ __le32 write_behind; /* 60 number of outstanding write-behind writes */ __u8 pad[256 - 64]; /* set to zero */ } bitmap_super_t; 值得关注的，event记录对应MD设备的最近一个事件，这个事件也记录在MD的超级块中，在从磁盘加载时，可以通过和MD结构中的event比对来确认bitmap文件是否已经过期。如果过期，则将bitmap内的位全部设置为1。 Bitmap的内存结构
Bitmap内存中结构比磁盘文件要复杂得多，首先来看主要部分： 设备工作时，bitmap文件超级块也读入内存，保存在内存结构的sb_page中。 设备工作时，整个bitmap磁盘文件被映射到内存，保存在内存结构的filemap中，对应filemap，bitmap内存结构有filemap_attr数组，每4个bit对应filemap的一页。 Bp数组的每一个元素对应一个bitmap内存页，元素中的map指针指向存放内存bitmap的内存页，内存bitmap页保存bitmap内存结构。 内存中一个bitmap结构占用16bit，一个bitmap对应磁阵的一个条带。最高一位为是否需要同步标志，标志磁阵对应的条带是否需要同步；后面一位标志指针对应条带是否正在进行同步操作。低14位是一个计数器，表示对应磁阵条带段内正在进行的写操作个数。 * +--------+--------+------------------------------------------------+
* | resync | resync | counter |
* | needed | active | |
* | (0-1) | (0-1) | (0-16383) |
* +--------+--------+------------------------------------------------+ 本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/qincp/archive/2009/08/03/4403799.aspx
Bitmap磁盘文件可以存放在MD设备之外，此时MD结构中的bitmap_file表示这个bitmap文件；bitmap磁盘文件也可以存放在MD设备自身，这个bitmap相对于MD的超级块的位置由bitmap_offset指定（注意这个值也可以为负，表示Bitmap文件存放在超级块之前）。 磁盘文件由超级块和位图组成，超级块大小为256字节，随后紧跟位图。位图中，一个位对应磁阵中一段条带段，这个大小由超级块的chunksize字段确定，位被设置则表示该对应chunk需要同步，位被清零表示对应chunk状态一致，无需同步。 超级块
typedef struct bitmap_super_s { __le32 magic; /* 0 BITMAP_MAGIC */ __le32 version; /* 4 the bitmap major for now, could change... */ __u8 uuid[16]; /* 8 128 bit uuid - must match md device uuid */ __le64 events; /* 24 event counter for the bitmap (1)*/ __le64 events_cleared;/*32 event counter when last bit cleared (2) */ __le64 sync_size; /* 40 the size of the md device's sync range(3) */ __le32 state; /* 48 bitmap state information */ __le32 chunksize; /* 52 the bitmap chunk size in bytes */ __le32 daemon_sleep; /* 56 seconds between disk flushes */ __le32 write_behind; /* 60 number of outstanding write-behind writes */ __u8 pad[256 - 64]; /* set to zero */ } bitmap_super_t; 值得关注的，event记录对应MD设备的最近一个事件，这个事件也记录在MD的超级块中，在从磁盘加载时，可以通过和MD结构中的event比对来确认bitmap文件是否已经过期。如果过期，则将bitmap内的位全部设置为1。 Bitmap的内存结构
Bitmap内存中结构比磁盘文件要复杂得多，首先来看主要部分： 设备工作时，bitmap文件超级块也读入内存，保存在内存结构的sb_page中。 设备工作时，整个bitmap磁盘文件被映射到内存，保存在内存结构的filemap中，对应filemap，bitmap内存结构有filemap_attr数组，每4个bit对应filemap的一页。 Bp数组的每一个元素对应一个bitmap内存页，元素中的map指针指向存放内存bitmap的内存页，内存bitmap页保存bitmap内存结构。 内存中一个bitmap结构占用16bit，一个bitmap对应磁阵的一个条带。最高一位为是否需要同步标志，标志磁阵对应的条带是否需要同步；后面一位标志指针对应条带是否正在进行同步操作。低14位是一个计数器，表示对应磁阵条带段内正在进行的写操作个数。 * +--------+--------+------------------------------------------------+
* | resync | resync | counter |
* | needed | active | |
* | (0-1) | (0-1) | (0-16383) |
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