pread/pwrite，缓冲区和磁盘缓存

Question

如果我的代码执行类似fd = open("/dev/sdXY", ...)和pwrite(fd, ...)/pread(fd, ...)，那么I/O操作是否会跳过缓冲区或磁盘缓存？假设/dev/sdXY是未挂载的格式化磁盘分区（ext4，ufs等）。

我问，因为需要在我正在处理的应用程序中授予连续的文件存储空间，并且我读到实现它的唯一方法就是执行类似于我所描述的操作。但是，如果这会导致丢失缓冲区，磁盘缓存或其他有用的功能，我可能会删除对连续存储的需求。

我也很困惑，如果我需要重新实现低级别的东西，因为分区已经被格式化为文件系统。我读到这是RAW磁盘/分区的情况。我已经知道需要处理哪些块是免费或正在使用的，文件和文件夹结构等，我已经在研究这个问题。

另一个问题：当我读到fopen()/fread()/fwrite()和C++的文件流时，我只看到了有关缓冲区的信息。是不是只有这些流和f*函数家族有某种缓冲区，不像open/write/read/pwrite/pread/etc？这个缓冲区是否与磁盘缓存相同或不同？

最后一个：HDD缓存是由自己的驱动器还是由文件系统（ext4，ufs等）处理？

Answer 1

简单的答案是'它取决于'。什么是困难的特点是什么依赖。

只需使用open()不会避免内核磁盘缓冲池。要做到这一点，你需要Linux上的特殊选项（O_DIRECT）。但是，使用open()确实避免使用隐藏的应用程序缓冲区;您可以选择数据读取或写入的位置，而不需要任何中间副本。相比之下，f*函数家族确实有一个'隐藏'的应用程序缓冲区;数据经常被读入与FILE *文件流关联的I/O缓冲区，然后复制到您的应用程序缓冲区中。

如果您/dev/sdXY设备已格式化的文件系统，但要确保文件连续文件的存储，你将不得不复制文件系统驱动的显著部分，以确保您正确地分配空间。这不太可能是你的时间或精力的合理使用。是的，你需要重新实现各种低级别的磁盘空间管理 - 这将是完全不重要的。此外，ext4的实现将与ufs等的实现完全不同 - 因此，您真的可以为自己裁减工作。