先讲一个作者大约5-6年前我在某当时很火的一个应用分发创业公司的面试小插曲,该公司安排了一个刚工作1年多的一个同学来面我,聊到我们项目中的配置文件里写的一个开关,这位同学就跳出来说,你这个读文件啦,每个用户请求来了还得多一次的磁盘IO,性能肯定差。借由这个故事其实我发现了一个问题,虽然我们中的大部分人都是计算机科班出身,代码也写的很遛。但是在一些看似司空见惯的问题上,我们中的绝大多数人并没有真正理解,或者理解的不够透彻。
在日常开发中一些看似司空见惯的问题上,我觉得可能大多数人其实并没有真正理解,或者理解的不够透彻。不信我们来看以下一段简单的读取文件的代码:
SystemTap 是对 Linux 内核监控和跟踪的工具,详细的介绍及说明见官网。
本 文阐述 Linux 中的文件系统部分,源代码来自基于 IA32 的 2.4.20 内核。总体上说 Linux下的文件系统主要可分为三大块:一是上层的文件系统的系统调用,二是虚拟文件系统 VFS(Virtual FilesystemSwitch),三是挂载到 VFS 中的各实际文件系统,例如 ext2,jffs 等。本文侧重于通过具体的代码分析来解释 Linux内核中 VFS 的内在机制,在这过程中会涉及到上层文件系统调用和下层实际文件系统的如何挂载。文章试图从一个比较高的角度来解释Linux 下的 VFS文件系统机制,所以在叙述中更侧重于整个模块的主脉络,而不拘泥于细节,同时配有若干张插图,以帮助读者理解。
作者简介:伟林,中年码农,从事过电信、手机、安全、芯片等行业,目前依旧从事Linux方向开发工作,个人爱好Linux相关知识分享。 0.背景 ftrace的功能非常强大,可以在系统的各个关键点上采集数据用以追踪系统的运行情况。既支持预设的静态插桩点(trace event),也支持每个函数的动态插桩(function tracer)。还可以利用动态插桩来测量函数的执行时间(function graph tracer)。关于ftrace的详细操作和原理分析可以参考Linux ftrace一文。 本文的主要目的
如上图,问题都是出在fs/yaffs2/下,很多error都讲述:调用的成员名,在struct mtd_info结构体里没有定义.
最近挂载了N多的文件系统,大致了不同文件系统的相应特性及挂载方式,却还是对Linux的文件系统没有从源码方面去了解。不求甚解确实不好不好。 于是借鉴一些大牛的博客及自己的理解,总结了博客系列: 一、V
eBCC,顾名思义则是extended BCC的缩写,是阿里巴巴内核团队在Aliyun Linux 2上对BCC项目的拓展,包含BCC本身已有的工具集,和我们新开发的一些小的工具;eBCC则是基于在最新的BCC版本0.9之上做了一些拓展。
管道是Linux中很重要的一种通信方式,是把一个程序的输出直接连接到另一个程序的输入,常说的管道多是指无名管道,无名管道只能用于具有亲缘关系的进程之间,这是它与有名管道的最大区别。有名管道叫named pipe或者FIFO(先进先出),可以用函数mkfifo()创建。
文件系统的作用 📷 linux 内核中进程管理、内存管理、网络协议栈、文件系统是内核的四大核心模块。其中文件系统提供最基础的操作文件的能力。简单概要的说,内核中有vfs和实际文件系统(比如ext4),vfs是虚拟文件系统,是内核提供一种工厂设计模式的抽象层,对外提供标准的posix语义层;实际文件系统就是实现特定的文件功能的磁盘文件系统。具体如下图所描述 📷 文件系统的IO协议栈 应用程序如果以dio方式读写文件请求,首先经过内核的vfs,然后到实际的文件系统的对应的处理函数,接着请求进入那么设备映射,最后
有名管道叫named pipe或者FIFO(先进先出),可以用函数mkfifo()创建。
内核态文件操作 在用户态,我们操作文件可以用C库函数:open()、read()、write()等,但是在内核态没有库函数可用,这时就需要用内核的一些函数:filp_open、filp_close、vfs_read、vfs_write、set_fs、get_fs等函数,
文件的open、close、read、write是最基本的文件抽象,描述了对于设备的操作。本文将结合用户态的接口以及内核态的实现剖析文件IO。
通常我们使用的磁盘和光盘都属于块设备,也就是说它们都是按照 数据块 来进行读写的,可以把磁盘和光盘想象成一个由数据块组成的巨大数组。但这样的读写方式对于人类来说不太友好,所以一般要在磁盘或者光盘上面挂载 文件系统 才能使用。那么什么是 文件系统 呢? 文件系统 是一种存储和组织数据的方法,它使得对其访问和查找变得容易。通过挂载文件系统后,我们可以使用如 /home/docs/test.txt 的方式来访问磁盘中的数据,而不用使用数据块编号来进行访问。
基本介绍 linux内核在读写数据时候,可能会发生短暂的停顿等待磁盘数据 ,本质原因是进程发起read/write系统调用时候,由用户态切换到内核态,进程会经历磁盘数据达到后而引起的中断和从中断点继续执行的两个步骤。进程进入中断后,内核把磁盘数据的读写请求是交给了磁盘,磁盘硬件完成读写操作后发起硬中断唤醒被IO 中断的进程,继续执行后续的操作。 read/write系统调用需要三个参数,第一个是文件描述符fd,第二个是内存缓冲区buf,第三个是读写的字节数。read/write系统调用由用户态进程发起,然后
本文介绍了Linux系统上FUSE文件系统的实现原理、基本概念以及FUSE在文件系统中的具体应用。通过FUSE,用户可以自定义文件系统,实现不同文件系统类型,如ext4、xfs等。FUSE在文件系统方面有着广泛的应用,包括文件系统开发、文件系统修复、文件系统压缩、文件系统加密等。
前段时间,我们的项目组在帮客户解决一些操作系统安全领域的问题,涉及到windows,Linux,macOS三大操作系统平台。无论什么操作系统,本质上都是一个软件,任何软件在一开始设计的时候,都不能百分之百的满足人们的需求,所以操作系统也是一样,为了尽可能的满足人们需求,不得不提供一些供人们定制操作系统的机制。当然除了官方提供的一些机制,也有一些黑魔法,这些黑魔法不被推荐使用,但是有时候面对具体的业务场景,可以作为一个参考的思路。
最近在看一本 Linux 环境编程的书,加上之前工作中接触了一些关于存储的东西,便突然有兴趣整理一下 Linux 是怎么支撑文件系统的。
在RTOS中,本质也是去读写寄存器,但是需要有统一的驱动程序框架。 所以:RTOS驱动 = 驱动框架 + 硬件操作
Linux使用了虚拟文件系统(VFS,Virtual Filesystem,下文统称“虚拟文件系统”),它不是磁盘文件的组织格式,而是抽象出来的文件树的集合,它通过标准接口动态的向其中增加或移除对应的目录。虚拟文件系统支持以下归类的三种类型的文件系统:
问题背景 移植 Linux-4.9 或之前的内核版本下的 wifi 驱动到 Linux-5.4 内核版本时会出现编译和运行错误, 该 FAQ 主要用于帮助开发人员解决驱动移植出现的问题。
“一切皆文件”,指的是, 对所有文件(目录、字符设备、块设备、套接字、打印机等)操作, 读写都可用fopen()/fclose()/fwrite()/fread()等函数进行处理。 屏蔽了硬件的区别,所有设备都抽象成文件,提供统一的接口给用户。 虽然类型各不相同,但是对其提供的却是同一套操作界面。 更进一步,对文件的操作也可以跨文件系统执行。 这时候就不得不提虚拟文件系统了。
Linux有Linux kernal,我们的客户端,进行连接,首先到达的是Linux kernal,在Linux的早期版本,只有read和write进行文件读写。我们使用一个线程/进程 进行调用read和write函数,那么将会返回一个文件描述符fd(file description)。我们开启线程/进程去调用read进行读取。因为socket在这个时期是blocking(阻塞的),遇到高并发,就会阻塞,也就是bio时期。
继上一篇文章:https://cloud.tencent.com/developer/article/1053882 3. 文件系统的注册 这里的文件系统是指可能会被挂载到目录树中的各个实际文件系统,所谓实际文件系统,即是指VFS 中的实际操作最终要通过它们来完成而已,并不意味着它们一定要存在于某种特定的存储设备上。比如在笔者的 Linux 机器下就注册有 "rootfs"、"proc"、"ext2"、"sockfs" 等十几种文件系统。 3.1 文件系统的数据结构 在 Linux 源代码中,每种实际的文件
eBCC,顾名思义则是extended BCC的缩写,是阿里巴巴内核团队在Aliyun Linux 2 上对BCC项目的拓展,包含BCC本身已有的工具集,和我们新开发的一些小的工具;eBCC则是基于在最新的BCC版本0.9之上做了一些拓展。
之前做 MySQL 参数优化的时候,为了寻找瓶颈,我通常是观察 MySQL 的 status ,看哪些计数器有问题,以便确认问题的大致范围和应该调整的参数。虽然这一套屡试不爽,但是玩久了也想换一个新的视角。既然 MySQL 是运行在操作系统之上的,那我们观测操作系统的内核事件,应该也能发现性能问题。
OS的正常工作依赖于存储程序原理、堆栈、中断三个部分。 linux内核从一个初始化上下文环境的函数开始执行,即start_kernel函数,创建多个进程或者fork(创建一个与原来进程几乎完全相同的进程)若干进程,我们为每个进程维护一个进程描述和以及进程间的关系PCB。 当中断发生的时候,如mykernel中就是时钟中断发生之后,接下来OS就会为各进程进行调度,利用Swich_to函数在调度队列中选取出一个适合的进程(系统会根据中断向量号来调用相应的中断异常程序)。由CPU和内核堆栈保存当前进程的各寄存器信息(CPU要做两件工作,一是将当前的eip和esp压入到当前进程的内核栈,二是将esp指向当前进程的内核栈,并将eip指向中断处理入口,进入到内核态。),将eip指向要调度的进程执行的代码区,开始执行。
前言: 随着Linux的版本升高,存储栈的复杂度也随着增加。作者在这里简单介绍目前Linux存储栈。 分析: 1,storage stack 在用户态,可以看到的磁盘主要有几种类型: a,/dev/
VFS是虚拟文件系统层(进程与文件系统之间的抽象层),与它相关的数据结构只存在于物理内存当中。其目的是屏蔽下层具体文件系统操作的差异,为上层的操作提供一个统一接口,正是由于VFS的存在,Linux中允许多个不同的文件系统共存。
Steve Kleiman 在 1986 年撰写了《Vnodes: An Architecture for Multiple File System Types in Sun UNIX》一文。这篇论文幅较短,大部分内容是数据结构的列举,以及 C 语言结构之间相互指向的图表。
⦁选择配置 ->自动发现 ->创建自动发现->ip范围必须连续,不连续的话逗号分开 ⦁更新间隔 -> 2s ->更新 ⦁检查 -> 选择新的 -> ICMP ping ->更新
通过上篇 Go 存储基础 — 文件 IO 的姿势, 我们看到有两种文件读写的方式,一种是系统调用的方式,操作的对象是一个整数 fd,另一种是 Go 标准库自己封装的标准库 IO ,操作对象是 Go 封装的 file 结构体,但其内部还是针对整数 fd 的操作。所以一切的本源是通过 fd 来操作的,那么,这个 fd 究竟是什么?就这个点我们深入剖析。
zpool创建 // 创建一个zpool $ modprobe zfs $ zpool create -f -m /sample sample -o ashift=12 /dev/sdc $ zfs create sample/fs1 \ -o mountpoint=/sample/fs1 \ -o atime=off \ -o canmount=on \ -o compression=lz4 \ -o quota=100G \ -o recordsize=8k \ -o l
查看栈信息内核是由于访问了非法地址ffff9d713fffffff触发了异常重启:
内核通过 SCI 提供了一个应用程序接口(API)来创建一个新进程,停止进程(kill、exit),并在它们之间进行通信和同步。
我们知道,Linux系统中我们经常将一个块设备上的文件系统挂载到某个目录下才能访问这个文件系统下的文件,但是你有没有思考过:为什么块设备挂载之后才能访问文件?挂载文件系统Linux内核到底为我们做了哪些事情?是否可以不将文件系统挂载到具体的目录下也能访问?下面,本文将详细讲解Linxu系统中,文件系统挂载的奥秘。
控制群组(control group)(在此指南中简写为 cgroup)是 Linux kernel 的一项功能:在一个系统中运行的层级制进程组,您可对其进行资源分配(如 CPU 时间、系统内存、网络带宽或者这些资源的组合)。通过使用 cgroup,系统管理员在分配、排序、拒绝、管理和监控系统资源等方面,可以进行精细化控制。硬件资源可以在应用程序和用户间智能分配,从而增加整体效率。
注:本分类下文章大多整理自《深入分析linux内核源代码》一书,另有参考其他一些资料如《linux内核完全剖析》、《linux c 编程一站式学习》等,只是为了更好地理清系统编程和网络编程中的一些概
http://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/11759809
上一篇文章我们介绍了write是如何实现tcp写的,现在我们来看下read是如何实现tcp读的。
内核、shell、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起形成了基本的操作系统结构,它们使得用户可以运行程序、管理文件并使用系统。部分层次结构如图1-1所示。
6月1号,我提交了一个linux内核中的任意递归漏洞。如果安装Ubuntu系统时选择了home目录加密的话,该漏洞即可由本地用户触发。如果想了解漏洞利用代码和短一点的漏洞报告的话,请访问https:/
在Linux内核源代码情景分析-从路径名到目标节点,一文中path_walk代码中,err = permission(inode, MAY_EXEC)当前进程是否可以访问这个节点,代码如下: int permission(struct inode * inode,int mask) { if (inode->i_op && inode->i_op->permission) { int retval; lock_kernel(); retval = inode->i_op->permission(ino
文件的写入是否是原子的?多个线程写入同一个文件是否会写错乱?多个进程写入同一个文件是否会写错乱?想必这些问题多多少少会对我们产生一定的困扰,即使知道结果,很多时候也很难将这其中的原理清晰的表达给提问者
上面是说的cgroups 是内核提供的功能,但现在我们在用户空间想使用的是cgroup的功能。其原理是:linux 内核有一个很强大的模块叫做VFS(vritual File System),VFS 把具体的文件系统的细节隐藏起来,给用户态进程提供一个完备的文件系统API接口。linux 也是通过VFS 把cgroups 功能暴漏给用户态进程的,cgroups 与VFS 之间的衔接部分叫做cgroups 文件系统。
接着上篇文章VFS- 内核是如何抽象文件系统的阐述了VFS以后,这篇文章主要想讲述一下在内核当中如何创建一个文件系统.其实根据上一篇博客来说,我们的文件系统主要能够满足VFS的抽象,就可以在内核中构建一个自己的文件系统.一个文件系统满足的功能其实就是针对文件的增删改查,目录的管理,还有链接等等,这是从用户的角度来看,而文件系统本身也要有自己的状态信息,维护在超级块里,可以被挂载,然后向下要提交IO请求(一般是磁盘也可以是网络,甚至是内存).这里的实现我们选择在内存当中实现一个文件系统.
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