16、Linux 文件 I/O 与进程管理知识详解

Linux 文件 I/O 与进程管理知识详解

1. 文件 I/O 排序与 FIBMAP

在处理文件 I/O 时，由于文件往往是连续的，按逻辑块对 I/O 请求进行排序非常困难。因此，根据给定文件的第一个逻辑块的位置进行排序是合理的。这样一来， get_nr_blocks() 函数就不再必要，应用程序可以基于 get_block(fd, 0) 的返回值进行排序。

FIBMAP 的优缺点

• 优点 ：FIBMAP 能返回文件所在的实际物理磁盘块，这正是排序所需的信息。即使仅根据一个块的位置对单个文件的所有 I/O 进行排序（内核的 I/O 调度器会逐块对每个单独的请求进行排序），这种方法也非常接近最优排序。
• 缺点 ：FIBMAP 需要 CAP_SYS_RAWIO 权限，实际上就是需要 root 权限，因此非 root 应用程序无法使用这种方法。此外，虽然 FIBMAP 命令是标准化的，但具体实现由文件系统决定。常见的文件系统如 ext2 和 ext3 支持它，但一些特殊的文件系统可能不支持。如果不支持 FIBMAP， ioctl() 调用将返回 EINVAL 。

2. 进程管理基础

2.1 进程的概念

进程是 Unix 系统中仅次于文件的最基本抽象。作为正在执行的目标代码，即活跃、运行的程序，进程不仅仅是汇编语言，还包括数据、资源、状态和一个虚