串行FLASH数据缓冲区的管理
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作者：清林，博客名：飞空静渡
前段时间写了篇文章《深入浅出linux内核源代码之双向链表list_head
》，收到一位读者的email，这封email的有个附件，是关于用list_head来实现一个数据缓冲区的程序设计，我把这个附件的内容写上，如下：
串行FLASH数据缓冲区的管理
对于串行FLASH芯片的存取操作，内核能够通过直接对芯片的读写来实现，但是较慢的芯片响应速度会使用读写响应时间加长，吞吐率降低。因此，内核通过保持一个称为数据缓冲区高速缓冲的内部数据缓冲区来减小对芯片的存取频度。高速缓冲含有最近被使用过的串行Flash的数据。
当从芯片中读数据的时候，内核试图先从高速缓冲中读取。如果数据已经在该高速缓冲中，则内核可以不必从芯片中读取数据。如果数据不在该高速缓冲中，则内核从芯片上读数据，并将其缓冲起来，这样下次使用时就不需要再从芯片中读取了。
但是，由于串行Flash的容量都比较大，将Flash的所有内容都缓冲在内存中是不可行的，只能将部分Flash的内容缓冲起来。所使用的算法试图把尽可能多的有效数据保存在高速缓冲中。
以下的算法描述的就是数据缓冲区的管理。
数据缓冲区的结构
缓冲区由两部分组成：一个用于存储数据块的数组及一个用来标识该缓冲区的缓冲头部，两者是一到一的映射关系。
缓冲区头部含一个设备号字段与一个块号字段，这两个字段唯一地标识了该缓冲区。这两个字段都是16-bit的。
缓冲区头部含有一个标志，用于标识存储数据块的数据是否含有有效的数据。显然，当缓冲区刚分配时，它其中没有有效的数据，当驱动程序从芯片中数据读出后，数据块中含有有效的数据。
缓冲池的结构
数据块以最近最少使用算法（LRU，least recently used）缓冲于缓冲池中：当一个缓冲区使用之后，只要不是所有其他缓冲区都在更近的时间内被使用过了，它就不能让其他使用者使用该缓冲区。
系统中维护一个缓冲区的空闲表，它按被最近使用的次序保存块的缓冲。空闲表是缓冲区的双向循环表，具有一个哑缓冲区头，以标志缓冲区空闲表的开始和结束。当内核想要一个空闲缓冲区的话，它可以从空闲表的头部取出一个缓冲区。但是，如果它可以标识出缓冲池中一个特定的块的话，它会从空闲表的中间取出这个特定的
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