Linux 页高速缓存之buffer head

我们都知道Linux为了加速读写速度，采用了pagecache机制，用内存缓存磁盘内容，而buffer_head正是连接page和磁盘块的关键结构.

1.buffer head的作用

1. buffer_head是磁盘块的一个抽象,一个buffer_head对应一个磁盘块，buffer_head中保存对应的磁盘号
2. buffer_head把page与磁盘块联系起来，由于page和磁盘块的大小可能不一样，所以一个page可能管理多个buffer_head
这里假设page大小4K，块大小为1K, buffer_head,page和磁盘块关系如下：

2.page与磁盘块映射的建立

这里以写文件为例说明page cache,buffer_head和磁盘块的映射
采用异步IO方式写文件时，会调用到generic_perform_write函数

2.1 文件写流程

static ssize_t generic_perform_write(struct file *file,
                struct iov_iter *i, loff_t pos) 
{

    do { 
        /*建立page，BH,磁盘块的映射关系 */
        status = a_ops->write_begin(file, mapping, pos, bytes, flags,
                        &page, &fsdata);
        if (unlikely(status))
            break;
        /*复制用户数据到page */
        copied = iov_iter_copy_from_user_atomic(page, i, offset, bytes);
        /*标记缓冲区为dirty，等待异步IO完成 */
        status = a_ops->write_end(file, mapping, pos, bytes, copied,
    } while (iov_iter_count(i));

    return written ? written : status;
}

write_bengin和write_end会调用到具体文件系统的实现，这里以ext4为例ext4_write_begin:
 

static int ext4_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
                loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,