pread/pwrite，緩衝區和磁盤緩存

Question

如果我的代碼執行類似fd = open("/dev/sdXY", ...)和pwrite(fd, ...)/pread(fd, ...)，那麼I/O操作是否會跳過緩衝區或磁盤緩存？假設/dev/sdXY是未掛載的格式化磁盤分區（ext4，ufs等）。

我問，因爲需要在我正在處理的應用程序中授予連續的文件存儲空間，並且我讀到實現它的唯一方法就是執行類似於我所描述的操作。但是，如果這會導致丟失緩衝區，磁盤緩存或其他有用的功能，我可能會刪除對連續存儲的需求。

我也很困惑，如果我需要重新實現低級別的東西，因爲分區已經被格式化爲文件系統。我讀到這是RAW磁盤/分區的情況。我已經知道需要處理哪些塊是免費或正在使用的，文件和文件夾結構等，我已經在研究這個問題。

另一個問題：當我讀到fopen()/fread()/fwrite()和C++的文件流時，我只看到了有關緩衝區的信息。是不是隻有這些流和f*函數家族有某種緩衝區，不像open/write/read/pwrite/pread/etc？這個緩衝區是否與磁盤緩存相同或不同？

最後一個：HDD緩存是由自己的驅動器還是由文件系統（ext4，ufs等）處理？

Answer 1

簡單的答案是'它取決於'。什麼是困難的特點是什麼依賴。

只需使用open()不會避免內核磁盤緩衝池。要做到這一點，你需要Linux上的特殊選項（O_DIRECT）。但是，使用open()確實避免使用隱藏的應用程序緩衝區;您可以選擇數據讀取或寫入的位置，而不需要任何中間副本。相比之下，f*函數家族確實有一個'隱藏'的應用程序緩衝區;數據經常被讀入與FILE *文件流關聯的I/O緩衝區，然後複製到您的應用程序緩衝區中。

如果您/dev/sdXY設備已格式化的文件系統，但要確保文件連續文件的存儲，你將不得不復制文件系統驅動的顯著部分，以確保您正確地分配空間。這不太可能是你的時間或精力的合理使用。是的，你需要重新實現各種低級別的磁盤空間管理 - 這將是完全不重要的。此外，ext4的實現將與ufs等的實現完全不同 - 因此，您真的可以爲自己裁減工作。