19、UNIX文件系统：演变、设计与实现

UNIX文件系统：演变、设计与实现

1. 传统UNIX缓冲区结构特点

在传统的UNIX系统中，缓冲区结构有其独特之处。与一般的设计不同，缓冲区结构里没有标志位。取而代之的是， b_uptodate 和 b_dirt 字段分别用于指示缓冲区内容是否有效，以及缓冲区是否为脏数据（即需要写入磁盘）。

脏缓冲区会由更新进程或 bdflush 内核线程定期刷新到磁盘。至于 bdflush 的工作机制，后续会有详细介绍。

有效缓冲区会根据设备和块号进行哈希处理，并通过 buffer_head 结构的 b_next 和 b_pref 字段存储在双向链表中。用户可以调用 getblk() 函数获取有效缓冲区，使用完毕后调用 brelse() 函数释放。由于缓冲区已经链接在相应的哈希队列上， brelse() 函数除了检查是否有其他进程在等待该缓冲区，并在必要时发出唤醒调用外，几乎不需要做其他事情。

I/O操作通过调用 ll_rw_block() 函数来执行，该函数实现在设备驱动层之上。如果I/O操作需要同步执行，调用线程会调用 wait_on_buffer() 函数，这会使线程进入睡眠状态，直到I/O操作完成。

早期的Linux内核版本在文件I/O方面遵循旧的UNIX模型，即通过缓冲区缓存来读写所有文件