20211316郭佳昊《信息安全系统设计与实现（上）》第十周学习总结块设备I/O和缓冲区处理-526互联

一、任务要求

[ 1 ] 知识点归纳以及自己最有收获的内容，选择至少2个知识点利用chatgpt等工具进行苏格拉底挑战，并提交过程截图，提示过程参考下面内容（4分）
我在学****知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题

核心是要求GPT：请你以苏格拉底的方式对我进行提问

然后GPT就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：你的理解（回答）是什么？

如果你觉得差不多了，可以先问问GPT：针对我XXX知识点，我理解了吗？

GPT会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问GPT：我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结，让它帮你总结一下。

[ 2 ] 问题与解决思路，遇到问题最先使用chatgpt等AI工具解决，并提供过程截图（3分）

[ 3 ] 实践过程截图，代码链接（2分）

[ 4 ] 其他（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）（1分）

二、知识点总结

块设备I/O缓存区

I/O缓冲原理

术语

BUFFER是缓冲区的结构类型，getblk(dev,blk)从缓冲区缓存中分配一个指定给(dev,blk)的缓冲区。定义一个bread(dev,blk)函数，它会返回一个包含有效数据的缓冲区（指针）。

BUFFER *bread(dev,blk)
{
   BUFFER *bp = getblk(dev,blk);
   if (bp data valid)
       return bp;
   bp->opcode = READ;
   start_io(bp);
   wait for I/O completion;
   return bp;
}

从缓冲区读取数据后进程通过brelse(bp)将缓冲区释放回缓冲区缓存，定义一个write_block(dev,blk,data)函数

write_block(dev,blk,data)
{
   BUFFER *bp = bread(dev,blk);
   write data to bp;
   (synchronous write)? bwrite(bp) : dwrite(bp);
}

其中bwrite(bp)表示同步写入,dwrite(bp)表示延迟写入

物理块设备I/O

每个设备都有一个I/O队列，其中包含等待I/O操作的缓冲区，缓冲区上的start_io:

start_io(BUFFER *bp)
{
    enter bp into device I/O queue;
	if (bp is first buffer in I/O quene)
	   issue I/O command for bp to device;
}

中断处理程序算法：

InterruptHandler()
{
   bp = dequeue(device I/0 queue); 
   (bp->opcode == ASYNC)? brelse(bp) : unblock process on bp;
   if (!empty(device I/0 queue))
      issue I/0 command for first bp in I/0 queue;
}