11、理解块层、多队列与设备映射器

理解块层、多队列与设备映射器

1. 块层中的数据结构

块设备的一个显著特点是广泛使用页缓存，对块设备的读写操作都在缓存中进行。当应用程序首次从块中读取数据时，数据会从物理磁盘提取到内存；写入数据时，先在缓存中操作，之后再写入物理磁盘。

1.1 buffer_head 结构

从磁盘读取或要写入磁盘的数据块存储在缓冲区中，由 buffer_head 结构表示，该结构定义在 include/linux/buffer_head.h 中：

struct buffer_head {
    unsigned long b_state;
    struct buffer_head *b_this_page;
    struct page *b_page;
    sector_t b_blocknr;
    size_t b_size;
    // ......
};

buffer_head 结构的字段用于唯一标识块设备中的特定块，各字段说明如下：
- b_data ：指向与 buffer_head 关联的数据缓冲区的起始位置，缓冲区大小由文件系统的块大小决定。
- b_size ：指定缓冲区的字节大小。
- b_page ：指向存储块的内存页，通常与 b_data 和 b_size