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最新推荐文章于 2025-06-09 11:40:19 发布

CHALLEN537

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本文详细解析了Linux环境下文件读写的过程，包括从用户模式到虚拟文件系统(VFS)，再到特定文件系统的操作，如EXT2。同时对比了共享内存、文件映射与直接文件读写的区别，以及它们在预读、缓存建立等方面的特点。

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ext2文件读(写)过程：结构图(P561) 理解每一层的做什么
　　read(P508) 【层：User Mode】
　　-->sys_read-->vfs_read-->file->f_op->read() 【层：VFS】
　　 ---->generic_file_read(P632) 【层：Disk File(Block Device File)】
　　 ------>do_generic_file_read(p635)-->do_generic_mapping_read 【层：Page Cache (inode)】
　　 -------->ext2_read_page(P638)-->mpage_readpage() 【层：ext2】
　　 ---------->submit_bio()-->generic_make_request(P570) 【层：Generic Block Layer】
　　 ------------>__make_request -->q->add_request() 【层：I/O Scheduler】
　　相关request在I/O Scheduler队列中的 q->request_fn函数(即do_hd_request)调用：
　　 do_hd_request(以HD.c为例) 【层：Block Device Driver 取队列，发起读请求】
　　 -->elv_next_request(),
　　 -->hd_request()
　　 read_intr() 【层：Block Device Driver中断，读数据，从队列中删除，再发起请求】
　　 -->end_request()
　　 ---->end_that_request_first()
　　 ---->blkdev_dequeue_request()
　　 ---->end_that_request_last()
　　
　　共享内存(P801)、文件映射(P657)、直接文件读写的区别
　　a. 共享内存的缺页：
　　do_no_page (预先在mmap()-->shmem_zero_setup设置shmem_nopage ）
　　 -->vma->vm_ops->nopage
　　 -->shmem_nopage
　　 ---->shmem_getpage
　　 ------>find_lock_page
　　 ------>shmem_alloc_page
　　 ------>add_to_page_cache_lru
　　b. 文件映射的缺页：
　　do_no_page(预先在mmap-->file->f_op->mmap设置filemap_nopage)
　　 -->vma->vm_ops->nopage
　　 -->filemap_nopage
　　 ---->find_get_page
　　 ---->mapping->a_ops->readpage(一般为ext2_aops.read)
　　 ---->ext2_readpage 函数直接读写 ext2文件系统，inode缓存由前面的步骤建立了。
　　
　　c. 文件映射和直接读写文件相同点：
　　 i. 都调用ext2_readpage函数，则ext2层以下完全相同
　　 ii. 都采用inode的Page Cache,由直接文件读写的do_generic_file_read和文件映射的filemap_nopage分别建立
　　 iii. 都可能尝试磁盘的预读。
　　d. 文件映射和直接文件读写不同点：
　　直接读文件，修改后并写入文件：数据需要从内核态-->用户态复制一次，再从用户态-->内核态复制一次，还可能需要两次高端映射。