20191331 lyx
學習理解塊裝置i/o和緩衝區管理；理解塊裝置i/o的原理和i/o緩衝的優點；討論unix的緩衝區管理演算法；掌握pv演算法，通過程式設計專案更好的理解檔案系統中的i/o操作。什麼是塊裝置：塊裝置是i/o裝置中的一類，是將資訊儲存在固定大小的塊中，每個塊都有自己的位址，還可以在裝置的任意位置讀取一定長度的資料，例如硬碟,u盤，sd卡等。
檔案系統使用一系列i/o緩衝區作為塊裝置的快取記憶體。當程序試圖讀取（dev，blk）標識的磁碟塊時。它首先在緩衝區快取中搜尋分配給磁碟塊的緩衝區。如果該緩衝區存在並且包含有效資料、那麼它只需從緩衝區中讀取資料、而無須再次從磁碟中讀取資料塊。如果該緩衝區不存在，它會為磁碟塊分配乙個緩衝區，將資料從磁碟讀人緩衝區，然後從緩衝區讀取資料。
當某個塊被讀入時、該緩衝區將被儲存在緩衝區快取中，以供任意程序對同乙個塊的下一次讀/寫請求使用。當程序寫入磁碟塊時，它首先會獲取乙個分配給該塊的緩衝區。然後，它將資料寫入緩衝區，將緩衝區標記為臟，以延遲寫入，並將其釋放到緩衝區快取中。
typdef struct buf buffer;
buffer buf[nbuf], *freelist; // nbuf buffers and free buffer list
struct devtabdevtab[ndev];保證資料一致性。
良好的快取效果。
高效率∶沒有重試迴圈，沒有不必要的程序"喚醒"。
無死鎖和飢餓。
buffer *getb1k(dev,blk)：
while(1)
if(bp dirty && free queue has waiter)
enter bp into(tail of) freelist;v(bp);v(free);
}
2.多工處理系統
3.磁碟驅動程式
start io（）：維護裝置i/o佇列，並對i/o 佇列中的緩衝區執行 i/o操作。
中斷處理程式：在每次i/o操作結束時，磁碟控制器會中斷cpu。當接收到中斷後，中斷處理程式首先從 intstatus中讀取中斷狀態。
4.磁碟中斷
從磁碟控制器到cpu的中斷由 sigusr1（#10）訊號實現。在每次i/o操作結束時，磁碟控制器會發出kill（ppid，sigusr1）系統呼叫，向父程序傳送 sigusr1訊號，充當虛擬cpu中斷。
為防止競態條件，磁碟控制器必須要從cpu接收乙個中斷確認，才能再次中斷。
5.虛擬磁碟
使用linux系統呼叫lseek（）、read（）和 write（），我們可以支援虛擬磁碟上的任何塊i/o操作。
6.磁碟控制器
磁碟控制器是主程序的乙個子程序。因此，它與cpu 端獨立執行，除了它們之間的通訊通道，通訊通道是 cpu和磁碟控制器之間的介面。通訊通道由主程序和子程序之間的管道實現。
命令：從 cpu到磁碟控制器的i/o命令。
dataout：在寫操作中從 cpu 到磁碟控制器的資料輸出。
datain：在讀操作中從磁碟控制器到cpu 的資料。
intstatus：從磁碟控制器到cpu 的中斷狀態。
intack：從cpu到磁碟控制器的中斷確認。
緩衝區是記憶體與外設（如硬碟）進行資料互動的媒介。記憶體與硬碟最大的區別在於，硬碟的作用僅僅是對資料資訊以很低的成本做大量資料的斷電儲存，並不參與運算（因為 cpu 無法到硬碟上定址），而記憶體除了需要對資料進行儲存以外，更重要的是與 cpu、匯流排配合進行資料運算。緩衝區則介於兩者之間，它既對資料資訊進行儲存，也能夠參與一些像查詢、組織之類的間接、輔助性運算。有了緩衝區這個媒介後，對外設而言，它僅需要考慮與緩衝區進行資料互動是否符合要求，而不需要考慮記憶體如何使用這些互動的資料；對記憶體而言，它也僅需要考慮與緩衝區互動的條件是否成熟，而不需要關心此時外設對緩衝區的互動情況。兩者的組織、管理和協調將由作業系統統一操作。
緩衝區在記憶體中的位置示例
部分**截圖
**以託管：
編譯：
執行：
理解塊裝置 塊裝置/2413231
linux緩衝區管理 緩衝區管理 緩衝區從高位址端向低位址端劃分成乙個個 1024 位元組大小的,緩衝塊 ，與塊裝置上的邏輯塊大小相同（邏輯塊是由裝置驅動程式 拼接 而成的，而驅動程式為了拼接好這個邏輯塊，可能需要多次讀寫外設。
緩衝區作用
《Redis設計與實現》之第十二章 事件
redis伺服器是乙個事件驅動程式，伺服器需要處理兩類事件 檔案事件 檔案事件就是伺服器對套接字 socket 操作的抽象,伺服器和客戶端的通訊會產生檔案事件 時間事件 時間事件就是伺服器對定時操作 比如servercron函式 的抽象，redis伺服器中的一些操作需要在給定的時間點執行 一，檔案事...
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