linux内核md源代码解读 三 阵列建设的进程

这一节我们阅读阵列的创建过程。

按照常理出牌，我们到ioctl中找阵列创建命令，md对应的ioctl函数是md_ioctl，当找对应的cmd命令字时，却完全没有类似CREATE_ARRAY的命令，那么就说明md设备并不是通过ioctl函数来创建的。其实如果我们仔细阅读一下md_ioctl函数的原型就会发现其实创建md设备根本就不在这个地方，函数原型如下：

6303 static int md_ioctl(struct block_device *bdev, fmode_t mode,  
6304                         unsigned int cmd, unsigned long arg)

6303行，第一个参数是struct block_device*，就是说对一个块设备下发的命令，可是我们在创建md设备之前就没有对应的md块设备。

到此，线索就断了，创建设备的入口到底是在哪里呢？

此路不通，我们换一条路走。创建md设备总是要创建struct mddev结构吧，那就找哪里申请了struct mddev内存结构不就可以了吗？这个方法是可行的，可是struct mddev结构体是用kmalloc申请的，这是怎么知道的呢？因为在函数md_init中根本就没有申请struct mddev内存池的代码，只好用kmalloc申请了。我们在md.c文件中搜索kmalloc再根据结果一条条找就能找出struct mddev创建的位置。但这里我们使用一个更简便的方法，那就是申请到了struct mddev结构总要进行初始化的吧，初始化函数是mddev_init，搜索这个函数，md.c文件中只有函数mddev_find()一处调用到，很显然已经找到了struct mddev结构的创建入口了，那就接着往上层调用去找创建md设备的入口函数吧。

我们可以找到这样的调用关系，箭头表示调用关系：

mddev_find()  <--- md_alloc()  <--- md_probe()

md_probe()函数就是在模块初始化函数md_init()中调用的blk_register_region()函数中的传入参数，熟悉blk层的同学都知道，只要在用户态创建了一个md设备，就会相应调用到内核probe()函数，而这里传入的probe()函数正是md_probe()。所以创建struct mddev结构体是由用户态触发的，而不是由内核态直接进行的。如果到了今天这个时代，还把这种琐碎的事情放在内核态去做，你都不好意思说你是做linux开发的。做linux开发就是要引导时尚，崇尚简单才是美。linux内核只提供机制，不提供具体实现策略。跟机制不相关的控制命令就需要从内核搬到用户态，一方面简化了内核，突出重点，方便了内核维护，另一方面在用户态维护策略让应用程序更加灵活并且方便了调试。

这样我们就从内核态杀到了用户态，用户态程序就是大名鼎鼎的mdadm，网上随便一搜就是一大堆人云亦云的文章，但最好的文章不是在网上，而是用命令man mdadm。用命令mdadm create来创建一个阵列，这里不去阅读mdadm的代码，因为这是用户态程序不是我们阅读的重点，其次这些代码也很简单基本上学过初中英语的同学都能看得懂。我们需要知道的是mdadm create命令最终会调用mknod()函数来创建一个/dev/md*设备，这样内核也就相应有了struct mddev结构体，这时这个结构体还是一个空结构体，空的意思就是说这个阵列没有设置属性，没有对应的物理磁盘，没有运行阵列。

到这个时候既然已经有了md设备，那就轮到md_ioctl上场的时候了，这个函数对应的ioctl命令字在文件includelinuxraidmd_u.h：

36 /* ioctls */
37   
38 /* status */
39 #define RAID_VERSION            _IOR (MD_MAJOR, 0x10, mdu_version_t)  
40 #define GET_ARRAY_INFO          _IOR (MD_MAJOR, 0x11, mdu_array_info_t)  
41 #define GET_DISK_INFO           _IOR (MD_MAJOR, 0x12, mdu_disk_info_t)  
42 #define PRINT_RAID_DEBUG        _IO (MD_MAJOR, 0x13)  
43 #define RAID_AUTORUN            _IO (MD_MAJOR, 0x14)  
44 #define GET_BITMAP_FILE         _IOR (MD_MAJOR, 0x15, mdu_bitmap_file_t)  
45   
46 /* configuration */
47 #define CLEAR_ARRAY             _IO (MD_MAJOR, 0x20)  
48 #define ADD_NEW_DISK            _IOW (MD_MAJOR, 0x21, mdu_disk_info_t)  
49 #define HOT_REMOVE_DISK         _IO (MD_MAJOR, 0x22)  
50 #define SET_ARRAY_INFO          _IOW (MD_MAJOR, 0x23, mdu_array_info_t)  
51 #define SET_DISK_INFO           _IO (MD_MAJOR, 0x24)  
52 #define WRITE_RAID_INFO         _IO (MD_MAJOR, 0x25)  
53 #define UNPROTECT_ARRAY         _IO (MD_MAJOR, 0x26)  
54 #define PROTECT_ARRAY           _IO (MD_MAJOR, 0x27)  
55 #define HOT_ADD_DISK            _IO (MD_MAJOR, 0x28)  
56 #define SET_DISK_FAULTY         _IO (MD_MAJOR, 0x29)  
57 #define HOT_GENERATE_ERROR      _IO (MD_MAJOR, 0x2a)  
58 #define SET_BITMAP_FILE         _IOW (MD_MAJOR, 0x2b, int)  
59   
60 /* usage */
61 #define RUN_ARRAY               _IOW (MD_MAJOR, 0x30, mdu_param_t)  
62 /*  0x31 was START_ARRAY  */
63 #define STOP_ARRAY              _IO (MD_MAJOR, 0x32)  
64 #define STOP_ARRAY_RO           _IO (MD_MAJOR, 0x33)  
65 #define RESTART_ARRAY_RW        _IO (MD_MAJOR, 0x34)

（编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网）

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