by cszhao1980

理解了上述內容，下面的這些程式就不難理解了。

首先是函式brelse(buf bp)，該函式將傳入的快取歸還到AV佇列中，函式採用尾插法，

即快取會插到AV佇列的隊尾——這樣做顯然有助於提高“延遲寫”技術的效率。萊昂

特別指出，brelse沒有清理B_DONE標誌，這一點非常重要，讀完本章後大家就會明白。

接下來是binit()函式，完成初始化：

（1）         每個快取都被放入到空閒裝置佇列（bfreelist b佇列）中；（有趣的是，使用頭插法）

（2）         每個快取都通過呼叫brelse

（3）         初始化每個裝置的b list——都為空（僅有頭結點）。

還有notavail()函式，其作用是將傳入的快取從AV佇列中取下來，併為快取設定B_BUSY標

志，表示該快取已經被某裝置佔用，not available了。

clrbuf()函式就比較簡單了，它將快取區清0。

incore()有兩個引數：裝置號（adev）和塊號（blkno），它會Loop該裝置的任務佇列（b佇列），

看是否已經為此塊分配了快取（b_blkno == blkno）。

getblk(dev, block)相對比較複雜，它的作用是為指定裝置的指定塊分配一個快取。

（1）    

                   i．     如置位，則設定B_WANTED標記後睡眠；醒來後，跳回程式開頭；

                  ii．     否則，呼叫notavail佔用此快取（注意，如果B_BUSY未置位，則此快取已經被歸還到AV隊列了）；

（2）     如果沒有這樣的快取，則需要直接從（bfreelist的）AV佇列中分配。

                如果該佇列為空，則B_WANTED置位後睡眠；

（3）     否則，呼叫notavail(bfreelist->av_forw)

（4）     如該快取的B_DELWRI置位（“延遲寫”），則呼叫bwrite進行實際io，然後跳回程式開頭；

            【思考題】：該快取被從AV佇列中摘下來，誰負責歸還呢？

（5）         如否，則將該快取從原裝置b佇列中摘下來，放入新裝置的b佇列中。

getblk還有個簡單的用法，即getblk(NODEV)，NODEV定義為-1。getblk發現dev為負數時，就直接

從AV佇列裡取一個快取下來（經過一摘一放後，它仍在bfreelist的b佇列中）。由於此種情況下沒有

使用block引數，故呼叫時，可省略第二個引數的輸入。

下面看一下讀寫相關的函式，首先是bread(dev, block)，它將指定裝置的指定塊讀入快取。

首先，它呼叫getblk來獲取一個快取；

然後，檢查該快取，如果B_DONE標記已經設定，則表示走了大運，無需再讀磁碟了，直接return即可；

如果沒這麼走運，則需要啟動裝置進行實際的讀操作，然後呼叫iowait等待操作完成。

【注】：記得末，brelse沒有清理B_DONE標誌。

【思考題】：這樣的盤塊從何而來？

令人疑惑的是，b_wcount的值是一個負數：-256，Why？因為這個值會被直接設定給這與RK裝置的rkcs寄

存器，而該暫存器的內容是要傳輸word數的補碼。系統的這種寫法其實破壞了其一直努力實現的device

 independent性，rkcs暫存器的特殊要求應該由更底層的函式來實現。

bwrite()進行真實io，將指定快取的內容寫入裝置，對同步寫，它會等待io結束，然後呼叫brelse()

將快取歸還AV佇列。

bflush()函式大家都比較熟悉了，它會Loop指定裝置的任務（b）佇列，呼叫bwrite()函式將“延遲寫”

的快取寫入物理裝置。

現在，讓我們看一下正常的讀過程。根據前面的描述，其過程大致如下：

（1）         當程序要讀取磁碟盤塊時，會首先獲取一個buffer，啟動呼叫bread啟動裝置操作，

                   bread會呼叫iowait睡眠（以此buffer地址為原因）；

（2）         裝置操作完成後，會啟動rkintr中斷處理程式，該程式會喚醒等待的程序；

（3）         程序讀取buffer的內容，然後呼叫brelse釋放該buffer。

對於寫操作，也有類似的過程，其根本特點是程序會等待io完成，然後再進行下面的工作。

因此，它們也稱為同步io操作。

除了同步io之外，在讀碼過程中，我們還遇到了有關非同步（B_ASYNC）的程式碼，它們是做什麼的呢？

對於寫操作，比較好理解。非同步寫操作用於“延遲寫”技術——在真正寫時，也會呼叫bwrite()，

該函式啟動裝置操作後，直接return即可，無需呼叫iowait等待。

讀操作的情形稍微複雜一些，它用於“預讀”。預讀用以提高效率，如果我們能預測下一次要讀取的盤塊

的話，我們可以預先讀取它，以提高效率。

breada()函式提供了預讀的功能，相比bread它多指定了一個引數：read ahead塊號，即要“提前/額外”讀

入的塊的塊號。它首先會以同步方式啟動“正選”塊的讀入，然後會以非同步方式去啟動裝置讀“提前”

塊——這很容易理解，因為在啟動讀操作時，還沒有程序等待此盤塊，因此，無法使用同步方式。

rkintr在處理非同步讀入的盤塊時，會直接呼叫brelse將其釋放到AV佇列（B_DONE仍設定），但在其被再

次分配之前，如果遇到相同盤塊的讀取請求，會直接返回該buffer，無需再次讀入——參見對bread函式的描述。

在這裡順便談一下unix v6的預讀演算法。在inode結構中有一個變數i_lastr，記錄的是上一次讀的盤塊號，如

果本次讀的盤塊號正好為i_lastr+1，我們有理由相信，下次讀操作有很大機會是讀取i_lastr+2號盤塊，因此，

就可以呼叫breada進行預讀。

我們沒有討論所謂的原始（raw）輸入輸出函式physio——它的解析就留給讀者吧。