Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 3)

Поиск блоков в кэше страниц

Когда ядру нужно прочитать или записать один блок физического устройства (например, суперблок), оно должно проверить, находится ли в кэше страниц
буфер нужного блока. Поиск в кэше заданного буфера (определяемого адресом bdev дескриптора блочного устройства и логическим номером блока nr) состоит из трех шагов:
1. Получение указателя на объект address space блочного устройства, содержащего блок (bdev->bd_inode->i_mapping).
2. Получение размера блока устройства (bdev->bd_biock_size) и вычисление индекса страницы, содержащей блок. Это всегда сводится к операции побитового сдвига логического номера блока. Например, если размер блока равен 1024 байтов, каждая страница буферов содержит четыре буфера блоков. Следовательно, индекс страницы равен nr/4.
3. Поиск страницы буферов в базисном дереве блочного устройства. После получения дескриптора страницы ядро имеет доступ к головам буферов, описывающим состояние буферов блоков в странице.

Впрочем, в действительности, все чуть сложнее. Для повышения производительности системы ядро имеет дело с массивом bh irus, состоящим из небольших кэшей диска, по одному на каждый процессор.

Каждый такой кэш, называемый кэшем давно неиспользуемых блоков, содержит восемь указателей на головы буферов, к которым обращался данный процессор за последнее время. Элементы каждого массива указателей отсортированы так, что указатель на голову буфера, которая была использована позже других, имеет индекс 0. Одна и та же голова буфера может находиться в нескольких массивах указателей разных процессоров (но не может встретиться дважды в одном массиве указателей одного процессора). Для каждого вхождения головы буфера в такой кэш счетчик обращений к ней b count увеличивается на единицу.