LINUX系統程式設計 第二版

檔案 I/O

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緩衝區在核心內部會被表示成

buffer_head

資料結構。此資料結構中記錄了與緩衝區有

關的各種中介資料，例如緩衝區是否已經遭到改變。其中還包含了一個指標，用於指向

實際的資料。此資料就擺在頁面快取區。於是緩衝區子系統與頁面快取區可以被整合在

一起。

在 Linux 核心早期的版本（2.4 之前）中，緩衝區子系統與頁面快取區是分開的，因此

會同時用到頁面快取以及緩衝快取區。這意味著，資料可能同時存在於緩衝快取區（遭

到改變的緩衝區）以及頁面快取區（被快取的資料）。當然，要讓兩個獨立的快取區達

到同步必須費一些功夫。Linux 核心自 2.4 版開始，統一使用頁面快取區，這是一個受

歡迎的改進。

Linux 的延後寫入功能以及緩衝區子系統，提供了快速寫入的能力，不過代價是電力中

斷時會有資料遺失的風險。為了免除此風險，有此疑慮以及關鍵的應用程式，可以採用

同步 I/O （本章稍早有討論）。

結語

本章介紹了 Linux 系統程式設計的基礎知識：檔案 I/O。在 Linux 之類的系統上，會儘

可能將一切表示成檔案，所以知道如何開啟、讀取、寫入以及關閉檔案相當重要。這些

都是典型的 Unix 操作，而且被包含在許多標準中。

下一章將介紹緩衝式 I/O 以及標準 C 程式庫的標準 I/O 介面。標準 C 程式庫不僅是方便

使用而已；在用戶空間中，緩衝式 I/O 為效能提供了重大的改進。