Linux驱动移植：支持异步IO

Linux驱动移植：支持异步IO

AIO是2.6内核增加的一个主要的“企业级”特征。AIO让用户进程可以发起多个IO操作，无需等待任何一个操作完成；操作状态可以随后获取。块设备驱动和网络驱动已经是完全异步的了，无需为支持这种新的异步操作而做特别的事情。然而，具有同步API的字符设备却需要额外的工作才能支持AIO。对于大多数字符设备驱动，支持AIO并不能获得太多好处。然而，在极少数情况下，让用户可以使用AIO可能是有利的。

1 AIO文件操作

为支持AIO而要做的第一步（除了包含外）是实现file_operations结构体中新增加的三个方法：

对于大多数驱动程序，真正的工作在aio_read()和aio_write()的实现中完成。这两个函数与标准的read()和write()方法类似，但是有两处不同：file参数被替换成了IO控制块(iocb)，并且函数（通常）不需要立即完成请求的操作。通常可以把iocb看作AIO子系统使用的不透明数据结构。然而，如果需要文件描述符的struct file指针，可以通过iocb->ki_flip获取。

aio操作也可以是同步的。一个明显的例子是，操作可以不阻塞地完成时。如果操作在aio_read()或者aio_write()返回前完成，则返回值应该是通常的状态码或者错误码。所以，下面的aio_read()方法虽然没有意义，却是完全正确的：

某些情况可能确实要求同步行为。所谓的“同步iocb”使得需要时可以同步地使用AIO子系统。如果必须同步处理请求，则宏

将返回true。

然而，大多数情况下aio_read()和aio_write()是不能立即满足IO请求的。此时，这些函数应该启动操作，返回-EIOCBQUEUED。注意：必须在返回前完成任何必须在用户进程上下文中完成的工作，因为随后是不能访问用户进程上下文的。为访问用户缓冲区，可能需要在返回前建立DMA映射，或者将buffer指针转换成一系列struct page指针。还应该牢记的是，任何时刻可能有多个活动的异步IO请求。实现AIO的驱动程序必须包含正确的锁操作（以及可能的排队），让这些请求不会相互干扰。

IO操作完成时，必须调用aio_complete()通知AIO子系统：

当然，这里的iocb就是发起请求时的IOCB。res是IO操作的通常结果：传输的字节数，或者负值的错误码。res2是返回给用户的第二个状态值，当前（2.6.0-test9）内核中aio_complete()的调用者总是设置它为0。可以在中断处理器中安全地调用aio_complete()。一旦调用aio_complete()，驱动程序就不再拥有IOCB或者用户缓冲区了，不应该再触碰它们。

aio_fsync()的目的与fsync()相同：确保所有未决的数据都写入到磁盘了。一般来说，设备驱动程序不需要实现aio_fsync()。