linux buff/cache
要理解下面内容，最好对操作系统存储有一定的了解，包括缺页中断等对于物理内存的使用方式和cpu操作硬盘的大概过程等。
linux存在系统buff/cache和CPU cache不同的缓存机制，系统的buff/cache是用于提高硬件IO的操作效率，cpu cache的左右是提高cpu操作内存的效率，这摘抄部分关于系统cache的内容，关于cpu内容的后续会补上。
我们在用户层面上对磁盘文件的各种访问，体现在内核里，则最终转化为针对磁盘（块设备）的一系列I/O操作。
扇区是块设备的基本单元，也是最小的寻址单元，但是内核却并不是按照扇区来执行磁盘操作，而是于扇区之上又抽象出了一个“块”的概念。内核执行的所有磁盘操作都是按照块来进行的，每个块的大小必须数倍于扇区，而且不能超过一个页面的长度，所以块通常的大小是512Byte、1KB或者4KB。
内核只能基于块来访问物理文件系统，所以与扇区是块设备的最小寻址单元相对应，块也被称为是文件系统的最小寻址单元。一个磁盘块被调入内存时，它需要存储在一个缓冲区中，这个缓冲区就是块在内存中的表示，它在内核中使用structbuffer_head来描述。每个块在内存中都与一个缓冲区相对应，同时都拥有一个buffer_head对象。
内核只能基于块来访问物理文件系统，所以与扇区是块设备的最小寻址单元相对应，块也被称为是文件系统的最小寻址单元。一个磁盘块被调入内存时，它需要存储在一个缓冲区中，这个缓冲区就是块在内存中的表示，它在内核中使用structbuffer_head来描述。每个块在内存中都与一个缓冲区相对应，同时都拥有一个buffer_head对象。
因为内核基于块来访问物理文件系统，而磁盘块与内存中的缓冲区又是一一对应的映射关系，所以为了提高对磁盘的存取效率，内核引入了缓冲区缓存的机制，将通过VFS访问的块的内容缓存在内存中。
在旧版本的内核中，page cache和buffer cache是两个独立的缓存， 前者缓存页，后者缓存块，但是一个磁盘块可以在两个缓存中同时存在，因此除了耗费了额外的内存外，还需要对两个缓存中的内容进行同步操作。 从2.4.10内核开始，buffer cache不再是一个独立的缓存，如图10.8所示的那样，它被包含在page cache中，通过page cache来实现。 对于4KB大小的page来说，根据不同的块大小，它可以包含1～8个缓冲区。
摘自《linux内核修炼之道》
Storm代理
2023-08-29 广告
