[高速缓存的写操作]对高速缓存的写操作，主要来自于其它函数对高速缓存的使用。写操作的使用方式很多，例如在inode.c的write_node函数。write_node函数在调用是需要传递一个指向inode节点的指针，并且设置好这个i节点的对应的设备号和节点号。write_node函数的作用是将一个i节点的信息写入设备中(其实是写入高速缓存中)。这里摘抄部分与高速缓存相关的部分 if (!(sb=get_super(inode->i_dev))) panic( "trying to write inode without device" ); block = 2 + sb->s_imap_blocks + sb->s_zmap_blocks + (inode->i_num-1)/INODES_PER_BLOCK; if (!(bh=bread(inode->i_dev,block))) panic( "unable to read i-node block" ); /*前面部分是得到了i节点所在逻辑块的高速缓存，bh指向这个高速缓存头*/ (( struct d_inode *)bh->b_data) [(inode->i_num-1)%INODES_PER_BLOCK] = *( struct d_inode *)inode; bh->b_dirt=1; inode->i_dirt=0; brelse(bh);对高速缓存进行写操作的部分为(( struct d_inode *)bh->b_data)[(inode->i_num-1)%INODES_PER_BLOCK] = *( struct d_inode *)inode;由于之前读入高速缓存的数据是i节点所在的逻辑块的整块数据，而这个逻辑块是由许多的设备i节点组成的。因此可以将这个逻辑块的数据看成设备上i节点的数组。所以(struct d_inode*)bd->b_data，将缓存数据块当作设备i节点数组来了解。inode->i_num%INODES_PER_BLOCK，根据i节点号计算这个i节点在设备i节点数组上的索引。最后(( struct d_inode *)bh->b_data)[(inode->i_num-1)%INODES_PER_BLOCK] = *( struct d_inode *)inode;将i节点数据写入了缓存中。在对缓存写操作结束之后，bh->b_dirt=1设置缓存信息，表明缓存中数据被修改，其它进程如果需要使用这个缓存，就需要先把数据同步到设备中。brelse(bh)在缓存使用结束后释放缓存，在后面将会介绍这个函数的代码实现。
[高速缓存的管理函数] 高速缓存的管理包括高速缓存队列的管理，即在前面getblk中看到的insert_into_queues和remove_from_queues；释放一个高速缓存块函数brelse函数；指定某设备对应的高速缓存失效的invalidate_buffers函数；将高速缓存数据与设备同步的sync_dev函数。其它与高速缓存相关的操作函数这里就不多做说明了。 insert_into_queues是将缓存块插入到队列中，将缓存块插入到空闲链表的尾部。根据缓存块中是否设置了设备号来决定是否要将其插入到散列表中。代码如下 static inline void insert_into_queues( struct buffer_head * bh){ /* 插入的时候，是将缓存块插入到空闲链表的尾部 */ bh->b_next_free = free_list; bh->b_prev_free = free_list->b_prev_free; free_list->b_prev_free->b_next_free = bh; free_list->b_prev_free = bh; /* put the buffer in new hash-queue if it has a device */ bh->b_prev = NULL; bh->b_next = NULL; if (!bh->b_dev) return ; /*只有设置了设备号（设备号不为0）的缓存块才会加入到散列表中去。*/ bh->b_next = hash(bh->b_dev,bh->b_blocknr); hash(bh->b_dev,bh->b_blocknr) = bh; bh->b_next->b_prev = bh;} remove_from_queues是将缓存块从链表中移除去。同时从空闲链表和散列数组的链表中移走。代码如下 static inline void remove_from_queues( struct buffer_head * bh){ /* 如果在散列表上，就把这个节点从散列表中删除 */ if (bh->b_next) bh->b_next->b_prev = bh->b_prev; if (bh->b_prev) bh->b_prev->b_next = bh->b_next; if (hash(bh->b_dev,bh->b_blocknr) == bh) //看这个节点是否是散列表中所在链表的第一个节点 hash(bh->b_dev,bh->b_blocknr) = bh->b_next; /* 从空闲链表中将这个节点删除。所有的节点应该都是在空闲链表中的，所以这里做个检查 remove_from_queues要和insert_into_queues配套使用，才能保证所有的缓存块都在空闲链表中 */ if (!(bh->b_prev_free) || !(bh->b_next_free)) panic( "Free block list corrupted" ); bh->b_prev_free->b_next_free = bh->b_next_free; bh->b_next_free->b_prev_free = bh->b_prev_free; if (free_list == bh) //看这个节点是否是空闲链表的第一个节点 free_list = bh->b_next_free;} brelse释放进程使用的一个缓存块，主要工作是将这个缓存块的应用数减一，注意这里只是将应用次数减一，并没有保证释放后将这个缓存块变为空闲的。然后唤醒等待在缓存上的进程。代码如下void brelse(struct buffer_head * buf){ if (!buf) return ; wait_on_buffer(buf); if (!(buf->b_count--)) //将缓存块的应用次数减1.如果这个缓存块本身已经是空闲的了，释放的时候就会导致系统down掉 panic( "Trying to free free buffer" ); wake_up(&buffer_wait); /唤醒等待在这个缓存块上的进程}唤醒等待进程函数wake_up在sched.c中定义，调用这个函数需要传递一个执行进程的指针的地址，这个函数很短。只是将进程的状态变为可执行的，然后将指针置为空。代码如下void wake_up(struct task_struct **p) //p是指向进程的指针的地址{ if (p && *p) { //将进程的状态设为可运行，然后将指针设为NULL (**p).state=0; *p=NULL; }} 在brelse中调用wake_up之后的效果是buffer_wait指向的进程的状态变为可运行，然后buffer_wait=NULL
invalidate_buffers有个设备号的参数，invalidate_buffers的作用是将指定设备号上的缓存变成无效状态。代码如下void inline invalidate_buffers( int dev){ int i; struct buffer_head * bh;
bh = start_buffer; for (i=0 ; i<NR_BUFFERS ; i++,bh++) { if (bh->b_dev != dev) //只对设备号相同的缓存块做操作 continue ; wait_on_buffer(bh); //首先要等待这个缓存块解锁。如果这个缓存块没有被加锁，那就直接往后执行 if (bh->b_dev == dev) //在进程睡眠期间缓存块的内容可能被修改 bh->b_uptodate = bh->b_dirt = 0; /* b_uptodate为0，这样其它进程使用这个设备的数据时，就会去将设备的数据同步到缓存中。 b_dirt为0，其它进程在使用这个缓存之前就不需要将缓存数据写入设备了 */ }}
sync_dev函数需要有个参数指定要同步的设备号，它的作用是将高速缓存中的数据同步到设备中去。所有与此设备相关的高速缓存的数据都要同步。代码如下int sync_dev(int dev){ int i; struct buffer_head * bh;
bh = start_buffer; for (i=0 ; i<NR_BUFFERS ; i++,bh++) { if (bh->b_dev != dev) //比较设备号，设备号相同时才做写入设备操作 continue ; wait_on_buffer(bh); if (bh->b_dev == dev && bh->b_dirt) //如果缓存中的数据没有被修改，那就不需要写入设备中，因为它们的数据已经是一致的了 ll_rw_block(WRITE,bh); //ll_rw_block实现对设备的写操作，由WRITE指定动作为写动作 } sync_inodes(); //同步缓存中的i节点信息，将i节点数据写入设备 bh = start_buffer; /* 再次同步一次，同步i节点时可能影响缓存中数据。 */ for (i=0 ; i<NR_BUFFERS ; i++,bh++) { if (bh->b_dev != dev) continue ; wait_on_buffer(bh); if (bh->b_dev == dev && bh->b_dirt) ll_rw_block(WRITE,bh); } return 0;}sys_sync函数与sync_dev功能相近，只不过sys_sync是将所有的缓存数据都进行同步。而不像sync_dev那样，只针对某一个设备的缓存块进行操作