85、异步I/O与页面帧回收机制解析

异步I/O与页面帧回收机制解析

1. 直接I/O操作流程

在进行直接I/O操作时，若以 mapping 为根的基数树非空（ mapping->nrpages 大于零），系统会调用 filemap_fdatawrite() 和 filemap_fdatawait() 函数，将所有脏页刷新到磁盘，并等待I/O操作完成。这是为避免数据丢失，在开始直接I/O传输前同步磁盘映像与页面缓存。之后会调用映射地址空间的 direct_IO 方法，多数情况下，该方法是 __blockdev_direct_IO() 函数的封装。若操作类型为写入，还会调用 invalidate_inode_pages2() 扫描基数树中的所有页面并释放，同时清除引用这些页面的用户模式页表项。

__blockdev_direct_IO() 函数会将读写数据分割成合适的块，定位磁盘上的数据，并填充一个或多个 bio 描述符，描述要执行的I/O操作。这些数据会直接读写到 iov 数组中 iovec 描述符指定的用户模式缓冲区。最后通过 submit_bio() 函数将 bio 描述符提交到通用块层，通常该函数会在所有直接I/O传输完成后才返回。

2. POSIX标准的异步I/O库函数

POSIX 1003.1标