Linux中page、buffer_head、bio的关系
在Linux中,page、buffer_head、bio这三个概念紧密相关,共同构成了块设备I/O和内存管理的重要部分,它们的联系主要体现在以下方面:
page与buffer_head
- 基于page构建:buffer_head通常是基于page来构建的,一个page可以包含一个或多个buffer_head所管理的缓冲区。因为page是内存管理的基本单位,而buffer_head所管理的缓冲区是对page的进一步细分和管理,用于更精细地操作和管理内存中的数据。
- 数据映射:buffer_head记录了page中对应缓冲区与磁盘块的映射关系,通过buffer_head中的相关字段,可以知道page中的某部分数据对应于磁盘上的哪个块,方便实现内存与磁盘之间的数据交互。
page与bio
- 数据载体:bio在进行块设备I/O操作时,最终的数据传输是在page和块设备之间进行的,page是bio传输数据的实际载体。bio中包含了要传输的数据的位置和大小等信息,这些数据就存放在page中。
- I/O操作关联:bio根据要访问的磁盘块的位置和大小等信息,找到对应的page,并通过page来执行具体的I/O操作。例如在读取操作时,bio会指示从磁盘读取数据到相应的page中;在写入操作时,将page中的数据写入到磁盘。
buffer_head与bio
- 操作协同:bio在发起I/O操作时,需要与buffer_head协同工作。bio负责组织和驱动I/O操作,而buffer_head负责管理操作过程中的数据缓存。比如在读取数据时,bio会根据要读取的磁盘块号等信息,通过buffer_head查找对应的缓冲区,看数据是否已在缓存中。
- 状态交互:bio的操作结果会影响buffer_head的状态,当bio完成一次数据写入操作后,会通知buffer_head更新缓冲区的状态,将其标记为脏等。而buffer_head的状态也会影响bio的操作,如缓冲区被锁定时,bio需要等待解锁。