这是《Linux系统调用那些事》高级部分的第一章《聊聊Linux IO》。高级部分的文章均假设读者完整的学习过Linux系统基础以及Linux系统编程相关的内容，并已有一定的工程实践经验。...图中描述了Linux下文件操作函数的层级关系和内存缓存层的存在位置。中间的黑色实线是用户态和内核态的分界线。...Linux内核中的IO栈 这一小节来看Linux内核的IO栈的结构。...先上一张全貌图[4]： 由图可见，从系统调用的接口再往下，Linux下的IO栈致大致有三个层次： 文件系统层，以 write 为例，内核拷贝了write参数指定的用户态数据到文件系统Cache中，并适时向下层同步...设备层，通过DMA与内存直接交互，完成数据和具体设备之间的交互 结合这个图，想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap、Direct IO，这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢
接上一篇浅墨: 聊聊Linux IO（上），先上一张全貌图[4]： ?...由图可见，从系统调用的接口再往下，Linux下的IO栈致大致有三个层次： 文件系统层，以 write(2) 为例，内核拷贝了write(2)参数指定的用户态数据到文件系统Cache中，并适时向下层同步...设备层，通过DMA与内存直接交互，完成数据和具体设备之间的交互 结合这个图，想想Linux系统编程里用到的Buffered IO、mmap(2)、Direct IO，这些机制怎么和Linux IO栈联系起来呢...假设要去读一个冷文件（Cache中不存在），open(2)打开文件内核后建立了一系列的数据结构，接下来调用read(2)，到达文件系统这一层，发现Page Cache中不存在该位置的磁盘映射，然后创建相应的...Linux 2.4还要求是文件系统逻辑块的整数倍）。
Linux 内核包含4个IO调度器，分别是 Noop IO scheduler、Anticipatory IO scheduler、Deadline IO scheduler 与 CFQ IO scheduler...内核必须首先确定队列中一共有多少个请求,然后才开始进行调度. ? IO调度器（IO Scheduler） ? IO调度器（IO Scheduler）是操作系统用来决定块设备上IO操作提交顺序的方法。...IO调度器在内核栈中所处位置如下： ? ? 块设备最悲剧的地方就是磁盘转动，这个过程会很耗时间。...从Linux 2.6.18起，CFQ作为默认的IO调度算法。对于通用的服务器来说，CFQ是较好的选择。...为了满足随机IO和顺序IO混合的场景，Linux还支持ANTICIPATORY调度算法。ANTICIPATORY的在DEADLINE的基础上，为每个读IO都设置了6ms的等待时间窗口。
通过抽象出不同的模型，Linux能够提供灵活的编程接口，让开发者根据应用的具体需求选择最合适的模型。️2. Linux的I/O模型2.1....底层原理：依赖内核来管理数据的准备和传输。优势：编程模型简单直接。劣势：应用程序的执行流程被阻塞，无法并发处理其他任务。适用场景：简单的文件读写操作，不要求高并发的应用。2.2....底层原理：依赖内核信号机制来通知应用程序I/O事件。优势：应用程序可以在等待I/O准备就绪时执行其他任务♂️。劣势：需要在应用程序中处理信号，增加了编程复杂度️。...底层原理：依赖于内核的异步通知机制，应用程序提交I/O操作后可以立即执行其他任务，而无需等待I/O完成。优势：完全非阻塞，应用程序可以在I/O执行期间继续进行其他计算，提高了程序的整体效率。...参考资料LinuxIO模型：https://flyflypeng.tech/linux/2017/07/11/Linux-IO%E6%A8%A1%E5%9E%8B.html
一，Linux系统的五种基本I/O模型 0.前置知识 套接字中的数据传输模式： 套接字上的数据传输分两步执行：第一步，等待网络中的数据送达，将送达后的数据复制到内核中的缓冲区。...第二步，把数据从内核中的缓冲区拷贝到应用进程的缓冲区。整个过程的运行空间是从应用进程空间切换到内核进程空间然后再切换回应用进程空间。...缓存IO: 含义：数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中，然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间。...break; } } } } return 0; } 写到这里，Linux...内核系列也到了尾声，我在写这些推文的过程中，看完了三本书，醍醐灌顶，想把它们推荐给对Linux环境下的C/C++开发感兴趣的朋友： 《UNIX环境高级编程 第3版》 《UNIX网络编程 卷1：套接字联网
…… 背景 Linus 和 Jens 在讨论的，就是 Linux Kernel 即将在 5.1 版本加入一个重大 feature：io_uring。...在 io_setup 返回的时候，内核已经初始化好了 SQ 和 CQ，此外，还有内核还提供了一个 Submission Queue Entries（SQEs）数组。...io_uring_enter 被调用后会陷入到内核，内核将 SQ 中的请求提交给 Block 层。to_submit 表示一次提交多少个 IO。...如果在调用 io_uring_setup 时设置了 IORING_SETUP_SQPOLL 的 flag，内核会额外启动一个内核线程，我们称作 SQ 线程。...参考 lore.kernel.org/linux-b lwn.net/ml/linux-fsdeve git.kernel.dk/cgit/fio/ lore.kernel.org/linux-b lwn.net
而内核通过硬件抽象层与硬件进行交互。硬件抽象层提供了供内核和驱动调用的例程。 例程就是系统提供的API或服务。 在Windows下分为内核模式和用户模式。...事件内核对象 通过设备内核对象进行I/O通知由于无法区分读写操作，因此并没有什么用。通过事件内核对象我们可以将读写事件分离。在调用读写操作的时候会返回对应的读写事件内核对象。...这样我们就可以等待对应的事件内核对象知道是什么I/O操作完成。我们可以通过等待多个事件内核对象，但是一次性最多只能等待64个事件内核对象，即一个线程最多只能创建64个事件内核对象进行等待。...此使我们发出的I/O请求时，系统内核返回IO_PENDDING状态，然后线程就可以继续处理其他事情。...使用异步I/O时线程不会阻塞，系统底层将每个I/O请求生成I/O请求包(IRP)加入到设备驱动程序的请求队列中，然后直接返回IO_PENDDING状态表示请求受理成功，当底层设备完成了真实的I/O请求后会通过中断控制器通过中断操作通知
Linux提供了AIO库函数实现异步，但是用的很少。目前有很多开源的异步IO库，例如libevent、libev、libuv。...模式 需要操作系统的底层支持、LINUX 2.5 版本内核首现、2.6 版本产品的内核标准特性 回调机制、实现、开发应用难度大 非常适合高性能高并发应用 Windows的IOCP使用的就是这个模型; 参考...针对linux操作系统而言，将最高的1G字节（从虚拟地址0xC0000000到0xFFFFFFFF），供内核使用，称为内核空间，而将较低的3G字节（从虚拟地址0x00000000到0xBFFFFFFF）...但是文件描述符这一概念往往只适用于UNIX、Linux这样的操作系统。 缓存I/O 缓存 IO 又被称作标准 IO，大多数文件系统的默认 IO 操作都是缓存 IO。...在 Linux 的缓存 IO 机制中，操作系统会将 IO 的数据缓存在文件系统的页缓存（ page cache ）中，也就是说，数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中，然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间
文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...参考 【错误记录】解压 Linux 内核报错 ( Can not create symbolic link : 客户端没有所需的特权 | Windows 中配置 7z 命令行执行解压操作 ) 博客 ;...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用
文章目录 一、下载 Linux 内核源码 二、使用 VSCode 阅读 Linux 内核源码 一、下载 Linux 内核源码 ---- 参考 【Linux 内核】编译 Linux 内核 ① ( 下载指定版本的...Linux 内核源码 | Linux 内核版本号含义 | 主版本号 | 次版本号 | 小版本号 | 稳定版本 ) 博客 , 下载 Linux 5.6.18 版本的内核源码 ; 5.x 内核源码下载地址...: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/ Linux 内核 5.6.18 版本 : https://mirrors.edge.kernel.org...不同版本的 Linux 内核 区别 : 系统调用 : 其系统调用是相同的 , 新的版本可能会增加新的系统调用 ; 设备文件 : 各内核版本的设备文件都是相同的 , 但是 内部接口 可能不同 ; 二、使用...按钮 , 此时就可以在 VSCode 中阅读 Linux 内核源码 ;
1 Linux 内核包含4个IO调度器： Noop IO scheduler Anticipatory IO scheduler Deadline IO scheduler CFQ IO scheduler...内核必须首先确定队列中一共有多少个请求,然后才开始进行调度。 IO 调度器（IO Scheduler） IO调度器（IO Scheduler）是操作系统用来决定块设备上IO操作提交顺序的方法。...IO调度器在内核栈中所处位置如下： 块设备最悲剧的地方就是磁盘转动，这个过程会很耗时间。...从Linux 2.6.18起，CFQ作为默认的IO调度算法。对于通用的服务器来说，CFQ是较好的选择。...为了满足随机IO和顺序IO混合的场景，Linux还支持ANTICIPATORY调度算法。ANTICIPATORY的在DEADLINE的基础上，为每个读IO都设置了6ms的等待时间窗口。
内核——操作系统的内在核心 设备驱动程序 启动引导程序 命令行shell 其他种类的用户界面—-操作系统的外在表象 基本的文件管理工具和系统工具 Linux内核的组成 Linux内核源代码目录结构是什么...Linux内核的有哪些组成部分？ 进程调度（SCHED）、内存管理（MM）、虚拟文件系统（VFS）、网络接口（NET）和进程间通信（IPC） Linux内核的的组成部分之间有什么关系？...Makefile：分布在Linux 内核源代码中的Makefile，定义Linux 内核的编译规则。 配置文件（Kconfig）：给用户提供配置选择的功能。...记录哪些部分被编译入内核、哪些部分被编译为内核模块。 在Linux 内核中增加程序需要完成哪些工作？ 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录。...次引导加载程序加载Linux内核和可选的初始RAM 磁盘，将控制权交给Linux内核源代码。 运行被加载的内核，并启动用户空间应用程序。
一、Linux内核2.6特点： 1.新的调度器 2.内核抢占 3.改进线程模型 4.虚拟内存 5.文件系统 6.音频：音频体系结构ALSA.支持USB音频和MIDI设备，并支持全双工重放功能。...二、LINUX内核的组成 1.LINUX内核源代码目录结构 1）arch:包含和硬件体系结构相关的代码，每种平台占一个相应的目录。如i386,arm,powerpc,mips等。...4）Documentation:内核各部分通用解释和注释。...模块 16）sound:ALSA,OSS音频中设备的核心代码和常用设备驱动 17）usr:实现了用于打包和压缩的CPIO等 2.LINUX的内核组成部分 2.1 LINUX主要用进程调度，虚拟文件系统，...3.Linux内核空间与用户空间 Linux只能通过系统调用和硬件中断来完成用户空间到内核空间的控制转移
文章目录 一、解压内核源码 二、查询当前 Linux 内核版本号 三、进入并查看 linux 内核源码目录 一、解压内核源码 ---- 将 下载的 Linux 内核源码 linux-5.6.14.tar.gz...拷贝到 Ubuntu 虚拟机中 , 执行 tar xvf linux-5.6.14.tar.gz 命令 , 解压 Linux 内核源码 ; 解压完毕后 , linux-5.6.14 目录中就是解压后的...Linux 内核源码 ; 二、查询当前 Linux 内核版本号 ---- 执行 uname -a 命令 , 查询当前 Ubuntu 系统的 Linux 内核版本号 , 执行过程如下 : root@ubuntu...x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux root@ubuntu:~/kernel# root@ubuntu:~/kernel# 当前的内核版本号是 4.13.0 ; 三...、进入并查看 linux 内核源码目录 ---- 进入之前解压的 linux-5.6.14 内核源码目录 ; root@ubuntu:~/kernel# ls linux-5.6.14 linux-5.6.14
对于服务器使用的操作系统基本上都是 Linux，而且内核源码也是开源的，任何人都可以下载，并增加自己的改动或功能，Linux 最大的魅力在于，全世界有非常多的技术大佬为它贡献代码。...操作系统核心的东西就是内核，这次我们就来看看，Linux 内核和 Windows 内核有什么区别？ ---- 内核 什么是内核呢？...完成第一版 Linux 后，Linux Torvalds 就在网络上发布了 Linux 内核的源代码，每个人都可以免费下载和使用。...Monolithic Kernel Monolithic Kernel 的意思是宏内核，Linux 内核架构就是宏内核，意味着 Linux 的内核是一个完整的可执行程序，且拥有最高的权限。...，内核中抽象出了微内核的概念，也就是内核中会有一个小型的内核，其他模块就在这个基础上搭建，整个内核是个完整的程序； Linux 的内核设计是采用了宏内核，Windows 的内核设计则是采用了混合内核。
文件I/O 直接使用系统调用的缺点: 影响系统性能 系统调用比普通函数调用开销大，因为系统调用要进行用户空间和内核空间的切换。 系统调用一次所能读写的数据量大小，受硬件的限制。...标准文件访问方式 ---- 直接IO方式 OPEN +O_DIRECT = 绕过内核缓冲区的直接访问，有效避免了CPU和内存的多余时间开销。要求内存边界对齐。...注意：直接IO的缺点就是如果访问的数据不在应用程序缓存中，那么每次数据都会直接从磁盘进行加载，这种直接加载会非常慢，通常直接IO跟异步IO结合使用会得到较好的性能。...---- O_SYNC 缓存同步 为了保证磁盘系统与缓冲区内容一致，Linux系统提供了sync,fsync,fdatasync三个函数。...---- Linux文件IO流程图 内核中会有一个线程，不断地将高速页缓冲区中的数据写入到物理磁盘中。
准备工作 1.1 学习环境 1.2 下载Linux内核源码 1.3 解压Linux内核 1.4 目录结构介绍 2....[*]IO Schedulers —>（有子项） IO调度器 [ ]Anticipatory I/O scheduler 抢先式I/O调度器，大多数块设备只有一个物理查找磁头(例如一个单独的SATA硬盘...Default I/O scheduler (CFQ) —> 默认IO调度器有上面三个IO调度器：抢先式是传统的，它的原理是一有响应，就优先考虑调度。...，而gnu的软件体系在不断的升级进化，每次的升级，都会被用在正在开发中最新的Linux内核，而除了原始版的Linux内核不是在Linux上编译出来的以外，其余的Linux内核版本都是在Linux内核上开发而来的...不确定的因素很多，所以这里我给大家的建议是，如果你想编译Linux内核，最好选择一个与它使用的Linux内核版本相仿的Linux发行版来编译它 如我选择学习Linux内核，并且选择的Linux
Linux 内核是开源类 Unix 系统宏内核。仅仅一个内核并不是一套完整的操作系统。有一套基于 Linux 内核的完整操作系统叫作 Linux 操作系统。...Kernel 是 Linux 系统的核心，主要负责硬件的支持。 Linux 内核提供了安全补丁， bugfix 和新特性。 Linux 内核在 GNU 通用公共许可证第 2 版之下发布。...Linux 内核版本变更可能导致网络访问异常，声音异常，甚至是桌面环境无法启动。...Linux 内核版本号的意义 Linux 内核版本号由 3 组数字组成：第一个组数字。第二组数字。第三组数字 第一个组数字：目前发布的内核主版本。...查看内核版本 在 Linux 机器上执行如下命令查看当前正在使用的内核版本 uname -r 使用如下命令查看当前系统安装的内核版本 dpkg -l | grep linux-image 如果使用的是
【转载】Linux内核编程与应用编程对比 转载链接1：http://www.arrowapex.cn/archives/66.html 在此之前也不清楚linux内核编程跟用户应用程序编程之间有什么不同...1.linux内核编程和用户应用程序编程最大的不同是，前者是在内核态下运行的，而后者主要在用户态下运行，有时通过一些系统调用切换到内核态下运行，但这时间不会太长。...2.内核编程引进的头文件都在内核源码的include文件夹下，比如我的debian linux 2.6环境下是：/usr/src/linux/include下，而用户应用程序编程引进的头文件都是从开发环境头文件的...3.要查询一个函数能否在内核编程中用，可以通过http://lxr-itec.uni-klu.ac.at/linux-2.6.4/ident查 （这是针对linux2.6内核，也有针对2.4内核的），如果能查到...对于在linux内核实现网关的某些功能时，我发现，虽然linux已经提供了很多现成的东西，可以保证快速开发。但是内核本身架构是一个通用计算机，不是专门针对网络处理的。
本章主要是as86与gas两种汇编语言的简要介绍，C语言与汇编语言的相互嵌套，目标文件的结构与及makefile文件的简要语法。
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