Linux中的读函数与块高速缓存

为了提高Linux块设备读写的效率，Unix会在内存中建立块高速缓存，块高速缓存存储了系统最近读的数据块和刚刚写入的数据块，也就是说IO访问其实是和块高速缓存打交道的（直接IO除外），块高速缓存会适时同步脏的数据页面(如果是同步模式则立刻同步)，也就是常说的Unix延迟写，这样会极大提高系统读写的效率。有人或许问，数据不直接写在设备上的话断电的话数据丢失怎么办，只能说，对不起，没办法。

下面介绍三个重要的内核读函数。

（1）__find_get_block().函数__find_get_block()的参数有：block_device描述符地址bdev，块号block和块大小size。函数返回页高速缓存中的块缓冲区对应的缓冲区首部的地址；如果不存在指定的块，就返回NULL.

（2）__getblk().__getblk()其与__find_get_block()接收相同的参数，并返回与缓冲区对应的缓冲区首部的地址。与__find_get_block()不同的是，如果块不存在，__getblk()会分配块设备缓冲区页并返回将要描述块的缓冲区首部的指针。注意，__getblk()返回的块缓冲区不必存有有效数据（因为还没读磁盘）。

struct buffer_head * __getblk(struct block_device *bdev, sector_t block, int size)

{

……

__find_get_block(bdev, block, size);

……

grow_buffers()

……

}

grow_buffers()这个函数就是将分配的缓冲区加入块高速缓存中，参数与__find_get_block相同。grow_buffers()调用流程如下：grow_buffers---->grow_dev_page--->find_or_create_page在块高速缓存中搜索需要的页，如果需要，就把新的页插入高速缓存--->add_to_page_cache_lru将块缓存加入lru链表--->add_to_page_cache将块缓存加入块高速缓存中.

（3） __bread(). __bread()的参数也与前两个相同，返回与缓冲区对应的缓冲区首部的地址，与__getblk()不同的是，__bread()会从读取相应的磁盘块，并将其填充到缓冲区。

struct buffer_head * __bread(struct block_device *bdev, sector_t block, int size)

{

……

__getblk(bdev, block, size);

……

__bread_slow(bh);

}

__bread_slow()函数调用submit_bh()函数填充块缓存bh.

从三个函数可以看出来，它们的关系是递进的，第一个函数只负责在块高速缓存中查找，第二个则多了一个分配高速缓存块的操作，最后多了一个从磁盘中读取相应块并填充缓存块的操作。

参考资料：《深入理解linux内核》

巴特西

Linux中的读函数与块高速缓存

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