页高速缓存

4.8.2　页高速缓存

页高速缓存用来加速对磁盘上的映像和数据的访问。页高速缓存用来缓存某个文件的逻辑内容，并通过文件的VFS索引节点和偏移量访问。页从磁盘上读到物理内存时就缓存在页高速缓存中。下面一段源代码就是把读入的页存于缓存中：

void add_to_page_cache_locked(struct page * page,struct address_space * mapping,

　　　　　　　　　　　　　　　unsigned long index)

{

　　spinlock_t * pg_lock;

　　if(!PageLocked(page))

　　　　BUG();

　　page_cache_get(page);

　　pg_lock=__PAGECACHE_LOCK(mapping, index);

　　spin_lock(pg_lock);

　　page-〉index=index;

　　add_page_to_inode_queue(mapping, page);

　　add_page_to_hash_queue(page, page_hash(mapping, index));

　　lru_cache_add(page);

　　spin_unlock(pg_lock);

}

当一个磁盘块被调入内存时，它首先存放在一个buffer cache中，每个buffer cache与一个磁盘块对应，它相当于磁盘块在内存中的表示，每个buffer cache都有一个对应的描述符，叫做buffer_head。buffer_head的目的在于描述磁盘块和物理内存缓冲区之间的映射关系。因此，buffer_head作为I/O操作的单元，不仅描述了从磁盘到物理内存的映射，而且还是所有块I/O操作的容器。在2.6节中，I/O操作系统基本容器变为bio结构了。

page cache是由内存中的物理页组成的，缓存中的每一页对应着磁盘中的多个块。其核心数据结构为address_space。在执行I/O操作，比如read()操作，内核首先会检查数据是否已经在页高速缓存中，如果在，那么内核就可以马上从页高速缓存中得到所需要的页，而不需要从磁盘中读取数据了。

page cache是VFS的需要，buffer cache是面向设备的，buffer cache是以块为单位的，属于设备驱动层，page cache是以页为单位的，属于文件系统层，策略不同，联系不同，还可能没联系。内核中在多处使用了page cache策略，比如页面交换、磁盘文件的读取。

系统在读磁盘文件时，是以块为单位读取，并放在内存中（buffer cache），由buffer_head或bio记录其映射信息。由几个块构成一页（page cache），由address space记录页内容和inode（文件）之间的联系。