VFS使得用户可以直接使用open()等系统调用而无需考虑具体文件系统和实际物理介质。
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
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:
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。
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。
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,
有名管道叫named pipe或者FIFO(先进先出),可以用函数mkfifo()创建。
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。
问题场景: 云计算IaaS平台上,经常使用libvirt+qemu-kvm做基础平台。libvirt会在/etc/libvirt/qemu/目录下,保存很多份qemu的配置文件,如ubuntu.xml。 作者发现其中的配置文件会在特定的场景下被修改,却不知道哪个进程是凶手。为了找到凶手,作者写下了这个debug工具。 代码分析: 代码路径:https://github.com/pacepi/whotouchmyfile #include <linux/kernel.h> #include <linux/mo
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
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。
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。
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:
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
经过第两轮优化把性能提升到了原来的 12.18 倍(1924 / 158 ~= 12.18) ,下面来看一下这二次优化的过程。
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
UNIX 的哲学之一就是一切皆文件,所以可以看出文件系统在操作系统层面是非常重要的,很多基本单元都是通过文件系统展开的,所以了解文件系统有利于分析整个操作系统的脉络。
上面的文章已经分析了tcp建立的整个过程,下面我们来看下write是如何实现tcp写的。
⦁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
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。
马哥linux运维 | 最专业的linux培训机构 ---- 最近在维护一台CentOS服务器的时候,发现内存无端"损失"了许多,free和ps统计的结果相差十几个G,搞的我一度又以为遇到灵异事件了,后来Google了许久才搞明白,特此记录一下,以供日后查询。 虽然天天都在用Linux系统办公,其实对它的了解也不过尔尔。毕业几年才迈入"知道自己不知道"的境界,我觉得自己丝毫没有愧对万年吊车尾这个称号 :( 问题描述和初步调查 同事说有一台服务器的内存用光了,我连上去用free看了下,确实有点怪。 $ fr
在计算机的世界里,我们可以将业务进行抽象简化为两种场景——计算密集型和IO密集型。这两种场景下的表现,决定这一个计算机系统的能力。数据库作为一个典型的基础软件,它的所有业务逻辑同样可以抽象为这两种场景的混合。因此,一个数据库系统性能的强悍与否,往往跟操作系统和硬件提供的计算能力、IO能力紧密相关。
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。
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。
原文:https://juejin.im/post/6875110082724659213 作者:有疑说
在学校的时候泛泛读过一遍 apue,其中的部分知识只是有个大概印象,其实我个人对底层技术还是有热情和追求的 哈哈,打算把经典的书籍结合遇到的场景重读一遍,先拿 Linux 文件系统练习下。代码参考的是Linux早期的代码,没有现代内核的高级特性,VFS这部分只有介绍。
文件系统,本身是对存储设备上的文件,进行组织管理的机制。组织方式不同,就会形成不同的文件系统。
本文是“Linux内核分析”系列文章的第一篇,会以内核的核心功能为出发点,描述Linux内核的整体架构,以及架构之下主要的软件子系统。之后,会介绍Linux内核源文件的目录结构,并和各个软件子系统对应。
文件系统层次分析 由上而下主要分为用户层、VFS层、文件系统层、缓存层、块设备层、磁盘驱动层、磁盘物理层 用户层:最上面用户层就是我们日常使用的各种程序,需要的接口主要是文件的创建、删除、打开、关闭、写、读等。 VFS层:我们知道Linux分为用户态和内核态,用户态请求硬件资源需要调用System Call通过内核态去实现。用户的这些文件相关操作都有对应的System Call函数接口,接口调用 VFS对应的函数。 文件系统层:不同的文件系统实现了VFS的这些函数,通过指针注册到VFS里面。所以,用户的操作
作者:cyningsun 链接:https://juejin.im/post/6875110082724659213
https://www.cs.nmsu.edu/~pfeiffer/fuse-tutorial/
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
Docker的出现,彻底改变了应用程序开发和部署的方式。Docker技术通过Docker 镜像(Image)、容器(Container)和分层文件系统(Layer)的精妙组合, 使其可以轻松地打包应用程序及其依赖关系,并在不同的环境中以一致的方式运行。
DragonOS的虚拟文件系统是内核中的一层适配器,为用户程序(或者是系统程序)提供了通用的文件系统接口。同时对内核中的不同文件系统提供了统一的抽象。各种具体的文件系统可以挂载到VFS的框架之中。
cgroups 是Linux内核提供的一种可以限制单个进程或者多个进程所使用资源的机制,可以对 cpu,内存等资源实现精细化的控制,目前越来越火的轻量级容器 Docker 就使用了 cgroups 提供的资源限制能力来完成cpu,内存等部分的资源控制。
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