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刘正元: Linux 通用层之IO合并

相关阅读: 宋宝华: 文件读写(BIO)波澜壮阔的一生 刘正元: Linux 通用层之DeadLine IO调度器 所谓请求合并就是将进程内或者进程间产生的在物理地址上连续的多个IO请求合并成单个 其次,page cache中的缓存最后以页或为单位进行回写,并非应用程序向page cache中提交了几次IO, 回写的时候就需要往通用层提交几次IO, 这样在提交时间上不连续但在空间上连续的小块IO ③ 非缓存IO(不带蓄流),对应图中的路径③,内核通用层的蓄流机制只给内核空间提供了接口来控制IO请求是否蓄流,用户空间进程没有办法控制提交的IO请求进入通用层的时候是否蓄流。 严格的说用户空间直接产生的IO都会走蓄流路径,哪怕是IO的时候附上了“O_DIRECT” 和 ”O_SYNC”标志(可以参考《Linux通用层介绍(part1: bio层)》中的蓄流章节),用户间接产生的 2.寻找进阶合并,参考我之前写的《Linux通用层介绍(part2: request层)》中对进阶合并的描述,如果bio产生了后向合并,则调用attempt_back_merge试图进行后向进阶合并,

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如何提高Linux设备IO的整体性能?

编辑手记:本文主要讲解Linux IO调度层的三种模式:cfp、deadline和noop,并给出各自的优化和适用场景建议。 作者简介: ? 邹立巍 Linux系统技术专家。 IO调度发生在Linux内核的IO调度层。这个层次是针对Linux的整体IO层次体系来说的。 通用层:由于绝大多数情况的io操作是跟设备打交道,所以Linux在此提供了一个类似vfs层的设备操作抽象层。下层对接各种不同属性的设备,对上提供统一的Block IO请求标准。 有一个已经整理好的[Linux IO结构图],非常经典,一图胜千言: ? 我们今天要研究的内容主要在IO调度这一层。 它要解决的核心问题是,如何提高设备IO的整体性能? 所以,cfq就是试图给所有进程分配等同的设备使用的时间片,进程在时间片内,可以将产生的IO请求提交给设备进行处理,时间片结束,进程的请求将排进它自己的队列,等待下次调度的时候进行处理。

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    Linux|IO|File IO源码剖析

    本文将结合用户态的接口以及内核态的实现剖析文件IO。 Reference: The Linux Programming Interface: Chapter 4/14/15, Kernel/fs 通用接口 通用IO包含open/read/write/close 文件创建标志 - 创建以及后续IO的选项,不可读写。 lseek的适用范围是设备。 通过间接层处理空洞 - 当我们进行SEEK_END时,END到当前的pos会存在空洞,那么Linux并不会为空洞分配block存储,空洞通过为inode系统中的指针打上标记0表明其并未指向实际磁盘即可

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    聊聊Linux IO

    所以后面的讨论基本上是讨论 IO 相关的系统调用和文件系统Page Cache的一些机制。 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]: ? 层,管理设备的 IO 队列,对 IO 请求进行合并、排序(还记得操作系统课程学习过的IO调度算法吗?) 那Direct IO做了什么?这个机制更狠,直接让用户态和 IO 层对接,直接放弃Page Cache,从磁盘直接和用户态拷贝数据。好处是什么? 除了传统的 Buffered IO 可以比较自由的用偏移+长度的方式读写文件之外,mmap(2)和 Direct IO 均有数据按页对齐的要求,Direct IO 还限制读写必须是底层存储设备大小的整数倍 (甚至 Linux 2.4 还要求是文件系统逻辑的整数倍)。

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    Linux IO 模型

    Linux 中主要有五种IO模式:阻塞IO, 非阻塞IO, IO 多路复用,信号驱动IO和异步IO; 如果从同步非同步,阻塞非阻塞角度来看,又可以分为:同步阻塞IO, 同步非阻塞IO,异步阻塞IO和异步非阻塞 IO; 每种IO模型,都有自己的使用模式,他们对于特定的应用程序都有自己的优点:其简单分布如下图所示 ? 每种IO模型都有自己的使用场景,他们对于特定的应用程序都有自己的优点; 具体可参考:https://blog.csdn.net/tjiyu/article/details/52959418 XXX TO-DO

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    Linux设备驱动详解

    Linux中,的大小必须是2的幂,但是不能超过一个页的大小(4k)。 Linux系统一次读取磁盘的大小是一个,而不是一个扇区,设备驱动由此得名。 二、设备处理过程 1、linux 内核中,设备将数据存储与固定的大小的中,每个都有自己的固定地址。 Linux内核中设备和其他模块的关系如下。 ? 1、设备的处理过程涉及Linux内核中的很多模块,下面简单描述之间的处理过过程。    <linux 设备驱动架构图> ? (Linux系统中,对设备的IO请求,都会向设备驱动发出一个请求,在驱动中用request结构体描述) 内核结构如下:. struct request { struct list_head queuelist

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    聊聊Linux IO(下)

    对应到Linux的Page Cache上所谓Write Through就是指write(2)操作将数据拷贝到Page Cache后立即和下层进行同步的写操作,完成下层的更新后才返回。 Linux下Buffered IO默认使用的是Write back机制,即文件操作的写只写到Page Cache就返回,之后Page Cache到磁盘的更新操作是异步进行的。 磁盘的性能测试 在具体的机器上跑服务程序,如果涉及大量IO的话,首先要对机器本身的磁盘性能有明确的了解,包括不限于IOPS、IO Depth等等。 当前的SSD盘很多都以高并发的读取为卖点的,一个线程压根就喂不饱一SSD盘。一般SSD的IO Depth都在32甚至更高,使用32或者64个线程才能跑满一个SSD磁盘的带宽(同步IO情况下)。 写在最后 每天抽出不到半个小时,零零散散地写了一周,这是说是入门都有些谬赞了,只算是对Linux下的IO机制稍微深入的介绍了一点。

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    Linux Asynchronous IO Explained

    Linux Asynchronous I/O Explained (Last updated: 13 Apr 2012) *********************************** Linux kernel provides only *5* system calls for performing asynchronoes I/O. There are two main libraries in Linux that facilitate AIO, we will refer to them as *libaio* and *librt Types and constants exported to the user space reside in "/usr/include/linux/aio_abi.h" header file. 原文链接:https://www.fsl.cs.sunysb.edu/~vass/linux-aio.txt

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    聊聊Linux IO(上)

    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。 在Linux下,文件的缓存习惯性的称之为Page Cache,而更低一级的设备的缓存称之为Buffer Cache. 文件的内容需要映射到实际的物理磁盘,这种映射关系由文件系统来完成;Buffer Cache用于缓存存储设备(比如磁盘扇区)的数据,而不关心是否有文件系统的存在(文件系统的元数据缓存在Buffer Cache 综上,既然讨论Linux下的IO操作,自然是跳过stdio库的用户态这一堆东西,直接讨论系统调用层面的概念了。对stdio库的IO层有兴趣的同学可以自行去了解。 所以下篇的讨论基本上是讨论IO相关的系统调用和文件系统Page Cache的一些机制。 (未完待续...)

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    linux IO重定向

    #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include<assert....

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    Linux学习-文件IO

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    linux之为Linux添加一硬盘

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    linux 磁盘 IO监控

    示例:点击 -> 性能监控 主机IO监控: 固定时间段监控/proc/vmstat 以下字段 和前一个时间段相减,再除以时间间隔 得到io。 [root@wangzi teg]# cat /proc/vmstat|grep pgpg pgpgin 2094314778 pgpgout 265255600 进程级IO监控通过: 固定时间段监控/ proc/$pid/io 以下字段 和前一个时间段相减,再除以时间间隔 得到io。 [root@wangzi teg]# cat /proc/18826/io|grep -E '^read*|^write*' read_bytes: 618811392 write_bytes: 102821888 # mail: 277215243@qq.com # datetime:2019/3/31 1:03 PM # web: https://www.bthlt.com def write_disk_io

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    Linux IO协议栈

    图片来源自网络,保持更新;更多内容请关注 cnblogs.com/xuyaowen

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    Linux文件IO函数

    转载请注明博客地址: https://blog.csdn.net/zy010101/article/details/91127921 Linux 文件描述符 在Linux下当一个进程打开文件的时候,OS会返回相应的文件描述符,程序为了处理该文件必须使用这个文件描述符。 Linux操作系统给我们提供了6个系统调用create,open,write,close,read,lseek。系统调用是不带缓冲区的。他们是POSIX标准提供的。 当Linux系统函数出错的时候,一般会返回一个负值给errno。POSIX和ISO C将errno定义为一个符号。 注意:在使用Linux的系统调用操作文件的时候,是无缓冲的,这点很重要。当你在做少量,大批次写入的时候效率会很低。因此注意使用缓冲(用数组的之类的暂时保存一下),能提高I/O效率。

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    聊聊Linux IO(中)

    2.层,管理设备的IO队列,对IO请求进行合并、排序(还记得操作系统课程学习过的IO调度算法吗?) 3.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 那Direct IO做了什么?这个机制更狠,直接让用户态和IO层对接,直接放弃Page Cache,从磁盘直接和用户态拷贝数据。好处是什么? 除了传统的Buffered IO可以比较自由的用偏移+长度的方式读写文件之外,mmap(2)和Direct IO均有数据按页对齐的要求,Direct IO还限制读写必须是底层存储设备大小的整数倍(甚至 Linux 2.4还要求是文件系统逻辑的整数倍)。

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    linux 监控 网卡IO

    示例:点击 -> 性能监控 通过/proc/net/dev获取网卡 IO,第1列和第9列分别代表了in 和out。 # mail: 277215243@qq.com # datetime:2019/3/31 1:03 PM # web: https://www.bthlt.com def write_net_io net_out=int(line.split()[9])/1024 select_sql="""select `in`,`out` from monitor_net_io result[0][0]) add_net_out=net_out-int(result[0][1]) insert_sql="""insert into `monitor_net_io

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    Linux文件IO操作

    文件操作 在进行 Linux 文件操作之前,我们先简单了解一下 Linux 文件系统 Linux文件类型 Linux中文件类型分为以下这几种: 符号 文件类型 - 普通文件 d 目录文件,d是directory 的简写 l 软连接文件,亦称符号链接文件,s是soft或者symbolic的简写 b 文件,是设备文件的一种(还有另一种),b是block的简写 c 字符文件,也是设备文件的一种(这就是第二种),c是 /main open: No such file or directory 系统IO函数 UNIX环境下的C对二进制流文件的读写有两种体系: fopen,fread,fwrite ; open, read /main file len:4 linux下的标准输入/输出/错误 在文件IO操作里面一直讲到文件描述符,那我就不得不提一下linux中的标准输入/输出/错误 在C语言的学习过程中我们经常看到的stdin ~咳咳,扯远了,实际上stdout是设备,stderr不是。对于设备,只有当下面几种情况下才会被输入:遇到回车;缓冲区满;flush被调用。而stderr因为没有缓冲所以直接输出。

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