MD中的bitmap 开篇

时间：2009-08-10 来源：qincp-

从CSDN上得到很多资料，贡献不多，很惭愧。由于工作关系，近期学习一些Linux 软件RAID相关的代码，网上找到一些相关的介绍内容，对于bitmap机制介绍得较少，正好看到这块，在共享精神感召下，咱不揣浅薄，也把自己的一些学习情况记录下来，希望大家多多指正。在RAID1，RAID5等存在数据冗余的磁阵结构中，数据的完整性要求冗余的数据和原始数据的信息要保证一致。磁阵的写操作是一个过程，这个过程中发生异常，可能导致冗余数据和原始数据不一致，例如磁盘更换，写盘失败，系统掉电等。在系统要尽快使数据恢复一致，以使得磁阵后续可以正常工作，磁阵从数据不一致状态恢复的过程就是同步。假设系统重新上电后，如何知道哪些数据出于不一致状态呢？如果没有其他信息的话，它只能假定所有数据都可能不一致，进行所有数据块的一致性恢复。对于RAID5，就是重新计算所有条带的效验和；对于RAID1，就是重新同步所有数据块到镜像盘。这种全局数据同步会导致系统开机过程及其漫长（或者就整个放任磁阵上电后处于不一致的状态）。专业的磁阵中，一般都会有NVRAM（非易失性内存），在对一个数据块写操作开始的时候，在NVRAM中保存写位置信息，写操作结束后，在NVRAM中删除这个信息。这样，在系统开机时，从NARAM中读出保存的写位置信息，这些位置信息记录了未成功写入的数据块，系统只需要对这些数据块进行同步即可，而不用同步磁阵全部数据。 NVRAM需要硬件支持，也比较昂贵，那我们PC机上使用软件RAID构建的磁阵，又该咋办呢？这个就引出了bitmap文件，可以理解bitmap文件的作用等同于上述专业磁阵的NVRAM（当然上述的场景只是NVRAM应用的一个小的方面）的作用，不过这个bitmap是保存在磁盘上的。 Bitmap的工作原理说来也是直截了当的，文件的内容就是一个位图，每个位对应磁阵的一个数据块（粒度可以做得比块更粗些），在磁阵数据写入前，设置该数据块对应的位，磁阵写入完成，则清除该数据块对应位。要进行同步时，参照bitmap，只有设置了的位对应的数据块才需要进行同步，是不是很简单？下面对代码的分析基于2.6.21内核。
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