Linux页高速缓存与文件读写

最新推荐文章于 2025-10-15 20:32:10 发布

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#Linux页高速缓存 #写缓存与读缓存

本文深入探讨Linux内核如何将页高速缓存与文件读写操作相结合。在读操作中，通过do_generic_file_read函数检查数据是否已缓存，若未缓存则预读取；而在写操作中，从ext4_file_write_iter开始，经过一系列处理，最终在ext4_write_end中完成写入，包括更新inode_size、脏页管理等。整个过程涉及多个内核函数和数据结构，如generic_perform_write和balance_dirty_pages_ratelimited。

了解到了页高速缓存之后，页高速缓存在内核中是怎样具体与文件读写挂钩的呢，在本文中就对这个进行探究，基于：Linux-4.4.4内核源码。

一、read分析

可参考博文：linux内核分析：read过程分析

https://blog.youkuaiyun.com/u013837209/article/details/54923508

当我们读取一个文件时，首先会检查数据是否已经缓存，如果没有就会预读取，将数据加载入缓存页。

do_generic_file_read

--> page = find_get_page(mapping, index);

在函数do_generic_file_read（）函数中，该函数定义在mm/filemap.c文件中，在这里面进行了读缓存的操作。do_generic_file_read函数中有如下内容进行了缓存页的查找，这与页高速缓存查找页的接口一致。

find_page:
		page = find_get_page(mapping, index); //在radix 树中查找相应的page
		if (!page) { 
			//如果没有找到page，内存中没有该数据，先进行预读
			page_cache_sync_readahead(mapping,
					ra, filp,
					index, last_index - index);
			page = find_get_page(mapping, index);//在radix 树种再次查找相应的page
			if (unlikely(page == NULL))
				goto no_cached_page;
		}
		if (PageReadahead(page)) {
	//发现找到的page已经是预读的情况了，再继续异步预读，此处是基于经验的优化
			page_cache_async_readahead(mapping,
					ra, filp, page,
					index, last_index - index);
		}
		if (!PageUptodate(page)) { //数据内容不是最新，则需要更新数据内容
			if (inode->i_blkbits == PAGE_CACHE_SHIFT ||
					!mapping->a_ops->is_partially_uptodate)
				goto page_not_up_to_date;
			if (!trylock_page(page))
				got

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