Linux核心程序詳解之一：sync_supers
先說下環境，CentOS 6.0/Linux kernel 2.6.38.8/X86-64，後面提到的程式碼也都來之kernel 2.6.38.8。這個環節下的程序列表具體如下所示，後續將有一系列的文章分析各個程序（主要是核心程序）的功能：
[[email protected] ~]# cat /etc/issue
CentOS Linux release 6.0 (Final)
Kernel \r on an \m
[[email protected] ~]# uname -a
Linux localhost.localdomain 2.6.38.8 #4 SMP Mon Oct 31 20:49:48 CST 2011 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
[ sync_supers核心執行緒功能專一，用來同步作業系統當前掛載的各個檔案系統的超級塊資料，由於超級塊對於檔案系統的特殊性，所以這對保證檔案系統的完整性至關重要。
在原始檔mm/backing-dev.c內可以看到sync_supers核心執行緒的建立：
static int __init default_bdi_init(void)
{
int err;
sync_supers_tsk = kthread_run(bdi_sync_supers, NULL, "sync_supers");
BUG_ON(IS_ERR(sync_supers_tsk));
setup_timer(&sync_supers_timer, sync_supers_timer_fn, 0);
bdi_arm_supers_timer();
err = bdi_init(&default_backing_dev_info);
if (!err)
bdi_register(&default_backing_dev_info, NULL, "default");
err = bdi_init(&noop_backing_dev_info);
return err;
}
subsys_initcall(default_bdi_init);
void bdi_arm_supers_timer(void)
{
unsigned long next;
if (!dirty_writeback_interval)
return;
next = msecs_to_jiffies(dirty_writeback_interval * 10) + jiffies;
mod_timer(&sync_supers_timer, round_jiffies_up(next));
}
/*
* The interval between `kupdate'-style writebacks
*/
unsigned int dirty_writeback_interval = 5 * 100; /* centiseconds */
通過函式bdi_arm_supers_timer()設定定時器，預設每隔5秒喚醒sync_supers核心執行緒執行具體的操作函式sync_supers()：
/*
* kupdated() used to do this. We cannot do it from the bdi_forker_thread()
* or we risk deadlocking on ->s_umount. The longer term solution would be
* to implement sync_supers_bdi() or similar and simply do it from the
* bdi writeback thread individually.
*/
static int bdi_sync_supers(void *unused)
{
set_user_nice(current, 0);
while (!kthread_should_stop()) {
set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
schedule();
/*
* Do this periodically, like kupdated() did before.
*/
sync_supers();
}
return 0;
}
/**
* sync_supers - helper for periodic superblock writeback
*
* Call the write_super method if present on all dirty superblocks in
* the system. This is for the periodic writeback used by most older
* filesystems. For data integrity superblock writeback use
* sync_filesystems() instead.
*
* Note: check the dirty flag before waiting, so we don't
* hold up the sync while mounting a device. (The newly
* mounted device won't need syncing.)
*/
void sync_supers(void)
{
struct super_block *sb, *p = NULL;
spin_lock(&sb_lock);
list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
if (list_empty(&sb->s_instances))
continue;
if (sb->s_op->write_super && sb->s_dirt) {
sb->s_count++;
spin_unlock(&sb_lock);
down_read(&sb->s_umount);
if (sb->s_root && sb->s_dirt)
sb->s_op->write_super(sb);
up_read(&sb->s_umount);
spin_lock(&sb_lock);
if (p)
__put_super(p);
p = sb;
}
}
if (p)
__put_super(p);
spin_unlock(&sb_lock);
}
sync_supers函式邏輯非常簡單，遍歷所有超級塊（通過核心提供的全域性連結串列super_blocks，這個全域性連結串列儲存了作業系統當前所有掛載檔案系統的super_block例項），如果例項不存在則continue下一個，如果例項存在則接著判斷同步回寫函式write_super是否存在（有些檔案系統，例如虛擬的檔案系統或基於實體記憶體的檔案系統並不需要進行同步操作，所以可以不提供回寫函式write_super，典型示例就是/proc檔案系統）以及超級塊是否髒而需要進行同步。
各個需要進行超級塊資料同步的檔案系統都會提供適當的回寫函式，比如ext4：
static void ext4_write_super(struct super_block *sb)
{
lock_super(sb);
ext4_commit_super(sb, 1);
unlock_super(sb);
}
static int ext4_commit_super(struct super_block *sb, int sync)
{
struct ext4_super_block *es = EXT4_SB(sb)->s_es;
struct buffer_head *sbh = EXT4_SB(sb)->s_sbh;
int error = 0;
if (!sbh)
return error;
if (buffer_write_io_error(sbh)) {
/*
* Oh, dear. A previous attempt to write the
* superblock failed. This could happen because the
* USB device was yanked out. Or it could happen to
* be a transient write error and maybe the block will
* be remapped. Nothing we can do but to retry the
* write and hope for the best.
*/
ext4_msg(sb, KERN_ERR, "previous I/O error to "
"superblock detected");
clear_buffer_write_io_error(sbh);
set_buffer_uptodate(sbh);
}
/*
* If the file system is mounted read-only, don't update the
* superblock write time. This avoids updating the superblock
* write time when we are mounting the root file system
* read/only but we need to replay the journal; at that point,
* for people who are east of GMT and who make their clock
* tick in localtime for Windows bug-for-bug compatibility,
* the clock is set in the future, and this will cause e2fsck
* to complain and force a full file system check.
*/
if (!(sb->s_flags & MS_RDONLY))
es->s_wtime = cpu_to_le32(get_seconds());
if (sb->s_bdev->bd_part)
es->s_kbytes_written =
cpu_to_le64(EXT4_SB(sb)->s_kbytes_written +
((part_stat_read(sb->s_bdev->bd_part, sectors[1]) -
EXT4_SB(sb)->s_sectors_written_start) >> 1));
else
es->s_kbytes_written =
cpu_to_le64(EXT4_SB(sb)->s_kbytes_written);
ext4_free_blocks_count_set(es, percpu_counter_sum_positive(
&EXT4_SB(sb)->s_freeblocks_counter));
es->s_free_inodes_count =
cpu_to_le32(percpu_counter_sum_positive(
&EXT4_SB(sb)->s_freeinodes_counter));
sb->s_dirt = 0;
BUFFER_TRACE(sbh, "marking dirty");
mark_buffer_dirty(sbh);
if (sync) {
error = sync_dirty_buffer(sbh);
if (error)
return error;
error = buffer_write_io_error(sbh);
if (error) {
ext4_msg(sb, KERN_ERR, "I/O error while writing "
"superblock");
clear_buffer_write_io_error(sbh);
set_buffer_uptodate(sbh);
}
}
return error;
}
int sync_dirty_buffer(struct buffer_head *bh)
{
return __sync_dirty_buffer(bh, WRITE_SYNC);
}
EXPORT_SYMBOL(sync_dirty_buffer);
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