Linux内核分析：分区数据结构与设备管理

"分区数据结构在Linux内核中扮演着重要的角色，它是管理和操作硬盘分区的基础。本资源主要关注Linux内核源码中关于分区的数据结构，并提供了`struct partition`的详细注解，该结构体定义了分区的关键属性，如启动指示符、头部、扇区、圆柱面等。此外，内容还涉及设备管理、硬盘驱动和虚拟盘驱动的相关概念，包括设备管理模块的读写处理过程、低级读写流程以及设备编号系统，如主设备号和次设备号的使用。" 在Linux内核中，硬盘分区的数据结构由`struct partition`定义，它包含了分区的多个关键属性。`boot_ind`表示分区是否为启动分区，`head`, `sector`, `cyl`则描述了分区的起始位置，这些是传统的CHS（磁头-扇区-柱面）坐标。`sys_ind`标识了分区的系统类型，`end_head`, `end_sector`, `end_cyl`定义了分区的结束位置，而`start_sect`和`nr_sects`分别记录了分区从0开始的起始扇区和扇区总数。 设备管理在Linux内核中是一个核心组件，它负责协调不同设备的输入输出操作。在读处理过程中，当进程请求读取数据时，缓冲区模块会首先检查数据是否已在内存缓存中，如果存在则直接返回，否则会向设备管理模块发起读请求。设备管理模块会根据设备状态发送命令，如果设备繁忙，则请求会被放入设备的请求队列中。读操作完成后，设备控制器通过中断机制将数据从硬件缓冲区传输到内存，并唤醒等待的进程。 对于写处理，过程类似，但增加了检查缓冲区是否为“脏”（即数据已修改）的步骤。当需要回写时，缓冲区模块会向设备管理模块发出写请求，数据会被写入设备，然后通过中断处理程序唤醒等待的进程。 设备的区分是通过主设备号和次设备号进行的，主设备号标识设备类型，次设备号标识特定的设备实例。逻辑设备号是由主设备号左移8位加上次设备号得到的，这样可以方便地用一个整数来表示整个物理设备。 在Linux内核中，块设备请求`struct request`包含了设备号、命令、错误计数、起始扇区、扇区数、数据缓冲区指针以及等待请求完成的进程等信息，这使得内核能够有效地调度和处理设备I/O请求。 这部分内容深入解析了Linux内核如何处理硬盘分区、设备管理和数据传输，为理解底层操作系统的工作原理提供了宝贵的资料。