linux源代码阅读笔记 高速缓冲区管理

高速缓冲区是文件系统访问块设备中数据的必经要道，为了访问文件系统等块设备上的数据，内核可以每次都访问块设备，进行读写操作。

为了提高系统性能，内核在内存中开辟一个高速数据缓冲区。在Linux内核中，高速缓冲区位于内核代码和主内存之间。

当需要从块设备中读取数据时，先到高速缓冲区中寻找，若找不到，就发出读块设备命令，块设备将数据写入高速缓冲区中。

高速缓冲区划分为块，每块的大小恰好和硬盘中的存储单元相同。

Linux中，高速缓冲区的实际组织形式较为复杂。

首先看它的结构体：

 56 struct buffer_head {
 57         char * b_data;                  /* pointer to data block (1024 bytes) */
 58         unsigned short b_dev;           /* device (0 = free) */
 59         unsigned short b_blocknr;       /* block number */
 60         unsigned char b_uptodate;       /*weather the data have been refreshed*/
 61         unsigned char b_dirt;           /* 0-clean,1-dirty */
 62         unsigned char b_count;          /* users using this block */
 63         unsigned char b_lock;           /* 0 - ok, 1 -locked */
 64         struct task_struct * b_wait;
 65         struct buffer_head * b_prev;
 66         struct buffer_head * b_next;
 67         struct buffer_head * b_prev_free;
 68         struct buffer_head * b_next_free;
 69 };

buffer块是以链表形式组织的。分为空闲块和使用块。空闲块以b_prev_free指针，b_next_free指针形成双向链表free_list。

而使用块则以b_prev指针，b_next指针形成双向链表。但是与空闲块不同的是，为了加快使用块的查找速度，系统另外设置了

一个哈希表，该hash表用函数（设备号^逻辑块号）mod 307 对数据块请求进行hash。hash到的块是一组缓冲块所链接成的双向链表，

这些缓冲块拥有共同的哈希值。系统在该双向链表中查找所需求的块（设备号，逻辑号相同），找到，则返回该块，否则去free_list中

申请新的缓冲块。

free_list应该是包含了所有的块，对此还不是很确定。