Linux 通用块设备层基础之buffer_head

1. 块设备

Linux 系统中能够随机访问的数据片(chunk)的设备称为块设备，这些数据片称为片。而字符设备是按照字符流的方式有序访问。常见的块设备如硬盘，CD-ROM，而字符设备主要有串口和键盘。块设备最小可寻址的单元称为扇区，通常情况下，扇区的大小为512个字节。而文件系统最小逻辑可寻址单元称为块。块的大小要比扇区大，但比页小，一般为512,1K,或者是4K. 内核执行磁盘的所有操作是按照块来操作的，又称为"文件块"或者是"I/O块"。

2. 缓冲区与缓冲区头

当一个块被调入到内存中，它要被存储在一个缓冲区中。每个缓冲区与一个块对应，它相当于磁盘块在内存中的表示。而文件在内存中由file结构体表示。由于内核处理块时需要一些信息，如块属于哪个设备与块对应于哪个缓冲区。所以每个缓冲区都有一个缓冲区描述符，称为buffer_head. 它包含了内核操作缓冲区所需要的全部信息，在Linux- 2.6.20下的<linux/buffer_head.h>文件中.

具体的结构如下:

/*
 * Historically, a buffer_head was used to map a single block
 * within a page, and of course as the unit of I/O through the
 * filesystem and block layers.  Nowadays the basic I/O unit
 * is the bio, and buffer_heads are used for extracting block
 * mappings (via a get_block_t call), for tracking state within
 * a page (via a page_mapping) and for wrapping