16、Linux 文件 I/O 与进程管理全解析

Linux 文件 I/O 与进程管理全解析

1. 文件 I/O 排序优化

在处理文件 I/O 请求时，由于文件通常是连续存储的，按每个逻辑块对 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一种可行的方法。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。

不过，使用 FIBMAP 存在一些局限性。它需要 CAP_SYS_RAWIO 权限，也就是 root 权限，这使得非 root 用户的应用程序无法使用该方法。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 支持该命令，但一些特殊的文件系统可能不支持。如果不支持， ioctl() 调用将返回 EINVAL 。

然而，这种方法也有优点，它能返回文件所在的实际物理磁盘块，这正是进行排序所需的信息。即使只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 调度器会按块对每个请求进行排序），这种方法也接近最优排序。但 root 权限的要求对很多应用来说是个障碍。

2. 进程管理基础

在 Unix 系统中，进程是仅次于文件的最基本抽象概念。进程是正在执行的程序，它不仅仅是汇编语言，还包含数据、资源、状态和一个虚拟化的计算机。

2.1 程序、进程和线程

• 程序 ：编译后的