buffer与cache的区别

top命令中有两项与内存相关的东西：buffer和cache。这两项与页高速缓存相关。磁盘的操作有逻辑级（文件系统）和物理级（磁盘块），这两种Cache就是分别缓存逻辑和物理级数据的。

在linux内核的旧版本中，主要有两种不同的磁盘高速缓存：页高速缓存(page cache)和缓冲区高速缓存(buffer cache)，前者用来存放访问磁盘文件内容时生成的磁盘数据页，后者把通过VFS(管理磁盘文件系统)访问的块的内容保留在内存中。

从2.4.10的稳定版本开始，缓冲区高速缓存其实就不存在了。事实上，由于效率的原因，不再单独分配块缓冲区；相反，把它们存放在叫做“buffer page”的专门页中，而buffer page保存在页page cache中。

综上所述，通过vfs访问时，不管是磁盘文件的数据页，还是由vfs发起的对磁盘数据块进行访问时相关的buffer，都是放在page cache。

而如果绕过文件系统，则操作磁盘块时就缓存在buffer cache中。

比如说，dd of=/dev/null if=/dev/sde1 bs=1024k count=10240，产生的数据就缓存在buffer cache中。

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    Buffer page形式上就是与“缓冲区首部”的附加描述符相关的数据页，其主要目的是快速确定页中的一个块在磁盘中的地址。实际上，页高速缓存内的页中的一大块数据在磁盘上的地址不一定是相邻的。

    缓冲区首部包含这样的信息：

struct buffer_head {

      unsigned longb_state;            /* 缓冲区状态标志 */

      struct buffer_head*b_this_page;  /* 指向缓冲区页的链表中的下一个元素的指针 */

      struct page*b_page;              /* 指向拥有该块的缓冲区页的描述符的指针 */

 

      sector_t b_blocknr;               /* 与块设备相关的块号（起始逻辑块号） */

      size_t b_size;                    /* 块大小 */

      char *b_data;                     /* 块在缓冲区页内的位置 */

 

      struct block_device*b_bdev;      /* 指向块设备描述符的指针 */

      bh_end_io_t*b_end_io;            /* I/O完成方法 */

       void *b_private;                 /* 指向I/O完成方法数据的指针 */

      struct list_headb_assoc_buffers; /* 为与某个索引节点相关的间接块的链表提供的指针 */

      atomic_t b_count;                 /* 块使用计数器 */

};

 

     只要内核必须单独地访问一个块，就要涉及存放块缓冲区的缓冲区页，并检查相应的缓冲区首部。下面是内核创建缓冲区页的两种普通情况：

    （1）当读或写的文件页在磁盘块中不相邻时。发生这种情况是因为文件系统为文件分配了非连续的块，或因为文件有“洞”。

    （2）当访问一个单独的磁盘块时（例如，当读超级块或索引节点块时）。