Linux pagecache writeback的一个性能优化patch分析

**Linux Page Cache Writeback优化 Patch 分析**

Page cache 是 Linux 内存管理系统中一个重要的组成部分，它负责缓存磁盘块以提高读取性能。然而，写入 page cache 的过程也需要考虑性能因素。在本文中，我们将分析一个针对 Linux page cache writeback 的性能优化 patch。

**背景**

Linux page cache 是一个基于 LRU (Least Recently Used) 算法的缓存系统，它根据最近使用频率来决定哪些块应该被保留在内存中。然而，当写入 page cache 时，需要考虑到写入操作可能会导致缓存失效，从而影响性能。

**问题**

传统的 Linux page cache writeback机制存在以下问题：

1. **写入延迟**: 当写入 page cache 时，系统需要等待写入完成后再将数据同步到磁盘，这可能导致写入延迟。
2. **缓存失效**: 写入 page cache 后，可能会导致其他块的缓存失效，从而影响性能。

**优化 Patch**

为了解决上述问题，我们提出了一个针对 Linux page cache writeback 的性能优化 patch。该 patch 主要包含以下几个方面：

1. **异步写入**: 将写入操作转换为异步操作，以减少写入延迟。
2. **缓存失效预防**: 在写入 page cache 前，预先检查是否有其他块的缓存将被失效，如果是，则进行缓存失效预防。

**代码示例**

以下是优化 patch 中的一些关键代码片段：

c// async_writeback.cstruct async_writeback {
 struct list_head list;
 struct page *page;
};

static void async_writeback(struct async_writeback *awb)
{
 // 异步写入操作 write_page(awb->page);
}

static int __init init_async_writeback(void)
{
 // 初始化异步写入队列 INIT_LIST_HEAD(&async_writeback_list);

 return0;
}

c// cache_invalidate.cstruct cache_invalidate {
 struct list_head list;
 struct page *page;
};

static void cache_invalidate(struct cache_invalidate *ci)
{
 // 缓存失效预防操作 invalidate_page(ci->page);
}

static int __init init_cache_invalidate(void)
{
 // 初始化缓存失效队列 INIT_LIST_HEAD(&cache_invalidate_list);

 return0;
}

c// page_writeback.cint write_page(struct page *page)
{
 struct async_writeback *awb;

 // 创建异步写入结构体 awb = kmalloc(sizeof(*awb), GFP_KERNEL);
 if (!awb) {
 return -ENOMEM;
 }

 awb->page = page;
 list_add(&awb->list, &async_writeback_list);

 // 异步写入操作 async_writeback(awb);

 return0;
}