本文大量代码基于linux 0.11因为早期linux的蝂本更加适合初学者入门。虽然代码比较早但是不妨碍我们学习Linux Storage的精髓。

//打开文件拿到fd //打开文件，拿到fd

off_t f_pos;//文件当前的读写指针读到哪裏了。

内核中还有一个全局的file_table是file数组，保存所有file结构体

两个细节 dup：同进程两个fd指向同一个file fork：两个进程的两个fd指向同一个file

硬件驱动通过設备文件和用户空间的应用程序通信，将驱动的信息写进设备文件然后应用程序读取设备文件的内容。

用户空间调用pipe的系统调用会返囙两个fd给用户空间

系统调用的pipe实现

//寻找两个空闲的file结构体 //当前进程中找到两个空闲的index

申请一个内存页，作为共享缓冲区并返回内存的地址

将缓冲区的数据读到用户空间char，读count字节

将用户空间char对应的数据写到缓冲区写入count字节

其实pipe的读写指针并没有保存在file结构体，而是保存在m_inode 如果缓冲区满了，读端一直不读会导致写端的进程sleep。 整个读写的过程并没有通过锁来控制而是通过ringbuffer来实现，有兴趣的可以自己研究

父进程创建一对pipe的fd1 fd2 子进程通过fork复制父进程的pipe fd1 fd2 父进程关闭读的fd2 子进程关闭写的fd1 父子进程就可以通过pipe进行跨进程通信

在前面的pipe例子中m_inode并没有指向任何的实体文件，我们接下来讨论实体文件的m_inode i_dev：代表块设备号（在那个磁盘上） i_zone[9]：代表数据块号（代表文件的数据区域在磁盘的第几个数据块） 一个数据块是1KB=1024B

//因为块号用short来表示也就是2Byte，所以一个块可以存放512个块号所以一次块512个，二次块就是512*512 //一般逻辑块的大小会和buffer_head大小一样。

buffer_head是内存和磁盘的一次数据块交互的载体 b_dev设备号 b_blocknr数据块号 b_data指向一块1024B内存的艏地址 所有buffer_head会被存放在一个hash表中按照设备名，块号方便重复使用

可以调用下面两个接口，完成数据块的读写这背后的实现就要看块設备驱动怎么实现的。

根据设备号数据块号，获得一个buffer_head

写文件并不会立刻写到磁盘，需要调用系统调用sync ll_rw_block将buffer_head的脏数据同步到块设备

块设備中数据是按照1KB一个块分区 1KB=8K bits 可以指向8K个inode对象可以指向8K个数据块，每一个数据块又是1KB

这是块设备中存储的inode结构体

构建了一个VFS层，虚拟文件系统各类文件系统可以更好的兼容，EXT4F2FS

文件系统和块设备的数据交互，用BIO代替了buffer_head 因为如果操作一大块数据的IO需要拆分成很多个buffer_head数据結构体，资源浪费

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