set_buffer_dirty的源码在哪？怎么理解？

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#源码 #buffer #扩展 #set_buffer_dirty

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本文深入探讨了Linux内核中buffer_head结构中的状态管理机制，特别是如何通过宏定义实现buffer脏页状态的设置、清除及检查，并展示了这种设计的灵活性与高效性。

都一个月没更新了，因为放了两个多星期假，然后回来也准备了下实验室年会的报告，现在终于事情都完了，回归正途~

在看关于将buffer置为脏页的时候，我们是看到如下，也就是根本跟不进他在哪里

当然，我们从他的含义上是知道他是做了什么事情的，但是就是心里痒痒不知道他究竟是怎么做的？为什么不是以一个函数出现的呢？（因为如果是函数当然可以跟进去），那么一种情况就是可能是以宏的形式出现。那么我们就尝试在跟buffer有关的文件中找一下。可以在/include/linux/buffer_head.h中在对struct buffer_head的定义后有对buffer_head中的b_state字段做了解释的：

enum bh_state_bits {
	BH_Uptodate,	/* Contains valid data */
	BH_Dirty,	/* Is dirty */
	BH_Lock,	/* Is locked */
	BH_Req,		/* Has been submitted for I/O */
	BH_Uptodate_Lock,/* Used by the first bh in a page, to serialise
			  * IO completion of other buffers in the page
			  */

	BH_Mapped,	/* Has a disk mapping */
	BH_New,		/* Disk mapping was newly created by get_block */
	BH_Async_Read,	/* Is under end_buffer_async_read I/O */
	BH_Async_Write,	/* Is under end_buffer_async_write I/O */
	BH_Delay,	/* Buffer is not yet allocated on disk */
	BH_Boundary,	/* Block is followed by a discontiguity */
	BH_Write_EIO,	/* I/O error on write */
	BH_Ordered,	/* ordered write */
	BH_Eopnotsupp,	/* operation not supported (barrier) */
	BH_Unwritten,	/* Buffer is allocated on disk but not written */
	BH_Quiet,	/* Buffer Error Prinks to be quiet */
	BH_Meta,     //fangxj2
	BH_PrivateStart,/* not a state bit, but the first bit available
			 * for private allocation by other entities
			 */
};

该字段表示了buffer的状态的，在后面我们又看到：

#define BUFFER_FNS(bit, name)						\
static inline void set_buffer_##name(struct buffer_head *bh)		\
{									\
	set_bit(BH_##bit, &(bh)->b_state);				\
}									\
static inline void clear_buffer_##name(struct buffer_head *bh)		\
{									\
	clear_bit(BH_##bit, &(bh)->b_state);				\
}									\
static inline int buffer_##name(const struct buffer_head *bh)		\
{									\
	return test_bit(BH_##bit, &(bh)->b_state);			\
}

/*
 * test_set_buffer_foo() and test_clear_buffer_foo()
 */
#define TAS_BUFFER_FNS(bit, name)					\
static inline int test_set_buffer_##name(struct buffer_head *bh)	\
{									\
	return test_and_set_bit(BH_##bit, &(bh)->b_state);		\
}									\
static inline int test_clear_buffer_##name(struct buffer_head *bh)	\
{									\
	return test_and_clear_bit(BH_##bit, &(bh)->b_state);		\
}									\

很有意思吧？首先我们要先知道在#define中“##”这是表示字符的连接的，就像 #define M(x) a##x+#c 如果我们使用 M (mm) 那么在预编译时候是变成了 ammc 。好的，稍微有点经验的应该明白那这里用该就是当我们调用了set_bufer_dirty 那就是将这上面定义的set_buffer_##name 中的name用我们的dirty替换为dirty.那么为什么调用时候不是调用宏BUFFER_FNS呢？另外，为什么在函数体中

set_bit(BH_##bit, &(bh)->b_state);

为什么不是 BH_##name 而是BH_##bit呢？确实，这里用name的话也是不对，看上面的你枚举类型如果这里是##name的话那么我应该是调用set_buffer_Dirty而不是set_buffer_dirty。那么肯定还存在一个bit与name的转化换，将name如果是dirty转成Dirty。

所以接着又看到了：

BUFFER_FNS(Uptodate, uptodate)
BUFFER_FNS(Dirty, dirty)
TAS_BUFFER_FNS(Dirty, dirty)
BUFFER_FNS(Lock, locked)
BUFFER_FNS(Req, req)
TAS_BUFFER_FNS(Req, req)
BUFFER_FNS(Mapped, mapped)
BUFFER_FNS(New, new)
BUFFER_FNS(Async_Read, async_read)
BUFFER_FNS(Async_Write, async_write)
BUFFER_FNS(Delay, delay)
BUFFER_FNS(Boundary, boundary)
BUFFER_FNS(Write_EIO, write_io_error)
BUFFER_FNS(Ordered, ordered)
BUFFER_FNS(Eopnotsupp, eopnotsupp)
BUFFER_FNS(Unwritten, unwritten)

所以这时候结果出来了！！

我们知道宏在预编译时候要进行替换，那么在预编译时候，上面的这一系列宏都被展开。那么结果应该就是对于第一个BUFFER_FNS(Update,update) 就是将上面的三个函数的bit用Update替换，对name用update替换。也就是：

static inline void set_buffer_update(struct buffer_head *bh)		\
{									\
	set_bit(BH_Update, &(bh)->b_state);				\
}									\
static inline void clear_buffer_update (struct buffer_head *bh)		\
{									\
	clear_bit(BH_Update, &(bh)->b_state);				\
}									\
static inline int buffer_update (const struct buffer_head *bh)		\
{									\
	return test_bit(BH_Update, &(bh)->b_state);			\
}

同样，同样对于第二个，BUFFER_FNS(Dirty,dirty) 也一样，变成了：

static inline void set_buffer_dirty(struct buffer_head *bh)		\
{									\
	set_bit(BH_Dirty, &(bh)->b_state);				\
}									\
static inline void clear_buffer_dirty (struct buffer_head *bh)		\
{									\
	clear_bit(BH_Dirty, &(bh)->b_state);				\
}									\
static inline int buffer_dirty (const struct buffer_head *bh)		\
{									\
	return test_bit(BH_Dirty, &(bh)->b_state);			\
}

依次类推，那么在预编译后，实际上根据这个BUFFER_FNS也就产生了 3*15=45个函数的！！

是不是有一次对linux 代码的巧妙性又叹服了一次。这样既使得代码量少了（所以说高质量的代码让你用几行的代码实现人家重复的40几行的功能），另一个就是扩展性好。如果我在Buffer_head的state中想要增加其他的信息，我只要在他的枚举中加入，例如我加入一个BH_Meta，然后再加入一个BUFFER_FND（Meta,meta）就OK了！