在块层/设备上绕过4KB块大小限制

Question

我们正在开发一种ssd类型的存储硬件设备,它可以一次接收大块大小> 4KB的读/写请求(即使是MB大小).我的理解是linux及其文件系统会将文件"砍掉"成4KB的块大小,这些块大小将被传递给块设备驱动程序,这需要用来从设备中物理填充块(例如,用于写入)

我也知道内核页面大小在此限制中起作用,因为它设置为4KB.

对于实验,我想知道是否有办法实际增加这个块大小,这样我们将节省一些时间(而不是多次4KB写入,我们可以用更大的块大小来做).

有没有FS或任何现有的项目我可以看看这个？如果没有,那么做这个实验需要什么 - 需要修改linux的哪些部分？试图找出所需的困难和资源水平.或者,如果甚至不可能这样做和/或我们甚至不需要这样做的任何原因.任何评论表示赞赏.

谢谢.

Answer 1

尽管我从未为Linux编写过设备驱动程序，但我发现这不太可能是驱动程序接口的真正限制。我想您可能希望将 I/O 分解为分散-收集列表，其中列表中的每个条目都是一页长（以提高内存分配性能并减少内存碎片），但现在大多数设备类型都可以直接处理这些列表，我认为驱动程序界面中的任何内容实际上都不需要它。事实上，向块设备发出请求的最简单方式（在该文本的第 13 页（标记为第 476 页）中进行了描述）看起来像接收：

• 扇区起始号
• 要传输的扇区数量（没有提到限制，更不用说限制 8 512B 扇区）
• 用于将数据写入/从中读取数据的指针（我猜，对于这个简单的情况，不是分散收集列表）
• 这是读还是写

我怀疑，如果您只看到 4K 访问，则可能是调用者一次未请求超过 4K 的结果 - 如果您在设备上运行的文件系统仅发出 4K 读取，或者任何使用文件系统一次只能访问一个块，您的设备驱动程序无法自行更改它！

一次使用一个块对于数据库读取工作负载等随机访问模式很常见，但传统（非写时复制）文件系统上的数据库日志或 FS 日志写入或大型串行文件读取会发出大量 I/O，类似于你在期待。如果您想尝试直接对您的设备发出大量读取，以查看是否可以通过您现在拥有的任何驱动程序进行读取，您可以使用该参数来dd if=/dev/rdiskN of=/dev/null bs=N查看将bs参数从 4K 增加到 1M 是否会显示吞吐量显着增加。