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技术干货 | 漫游LinuxIO

本篇文章,我们就一起看下Linux中一个IO请求的生命周期。Linux发展到今天,其内部的IO子系统已经相当复杂。...我们知道IO设备可以分为字符设备和设备,字符设备以字节流的方式访问数据,比如我们的键盘鼠标。而设备则是以为单位访问数据,并且支持随机访问,典型的设备就是我们常见的机械硬盘和固态硬盘。...虚拟文件系统(VFS) 在Linux中一切皆文件,它提供了虚拟文件系统VFS的机制,用来抽象各种资源,使应用程序无需关心底层细节,只需通过open、read/write、close这几个通用接口便可以管理各种不同的资源....write = do_sync_write, ... ... .open = ext4_file_open, ... ... }; buffer/cache Linux...do_blockdev_direct_IO -> dio_bio_submit -> submit_bio 通用层 核心结构 1.bio/request bio是Linux通用层和底层驱动的

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Linux驱动开发: 设备驱动开发

Linux内核版本: 3.5 一、设备介绍 是一种具有一定结构的随机存取设备,对这种设备的读写是按进行的,他使用缓冲区来存放暂时的数据,待条件成熟后,从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区...设备是与字符设备并列的概念, 这两类设备在 Linux 中驱动的结构有较大差异,总体而言, 设备驱动比字符设备驱动要复杂得多,在 I/O 操作上表现出极大的不同,缓冲、 I/O 调度、请求队列等都是与设备驱动相关的概念...在Linux中,驱动对设备的输入或输出(I/O)操作,都会向设备发出一个请求,在驱动中用request结构体描述。...编写设备驱动时,使用的一些单位介绍: 1. 扇区(Sectors):任何设备硬件对数据处理的基本单位。通常,1个扇区的大小为512字节。(对设备而言) 2.... (Blocks):由Linux制定对内核或文件系统等数据处理的基本单位。通常,1个由1个或多个扇区组成。(对Linux操作系统而言) 3. 段(Segments):由若干个相邻的组成。

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Linux设备缓存之Bcache使用

Bcache简介 Bcache是Linux内核设备层cache,支持多HDD使用同一SSD作为缓存盘。它让SSD作为HDD的缓存成为了可能。...注:Bcache是从Linux-3.10开始正式并入内核主线的,因此,要使用Bcache,需要将内核升级到3.10及以上版本才行。...擦除磁盘中的超级信息: 创建Bcache后端磁盘(HDD): 创建Bcache缓存磁盘(SSD): 查看Bcache磁盘: Bcache磁盘配置 格式化Bcache磁盘并挂载 要使用bcache...(28-Dec-2013) Discarding device blocks: done Filesystem label= OS type: Linux...Bcache使用之系统配置 配置/etc/fstab /etc/fstab文件保存着Linux系统启动过程中,使用的挂载配置,文件中的每一行都对应着系统中的一个挂载点,有关fstab文件的说明,在此不做介绍

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Linux设备了解之三层结构

设备是文件系统的底层支撑,完成数据的存储和访问。设备也能脱离文件系统以螺设备的形式工作。 设备以“”为最小访问单元,可随机访问(定位寻址),逻辑上具有“通用设备层,物理磁盘,分区概念“。...设备的处理流程较为复杂,包括通用层,IO调度层和设备驱动程序的三层组织架构。 通用设备层负责将bio 到request请求的变换和组织。...物理磁盘gendisk 逻辑分区对象hd_struct 设备对象block_device 物理磁盘请求队列request_queue ~/Downloads/research/linux-5.15.4.../include/linux/genhd.h struct gendisk { /* major, first_minor and minors are input parameters only...简述 Linux I/O 原理及零拷贝 iofsstat

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浅谈Linux内核中页缓存和缓存

缓存关联,每个缓存和磁盘的盘进行关联。...缓存中缓存的单个大小是以磁盘扇区大小,默认是512个字节。无论应用程序读取多少个字节,在最终访问磁盘的时候,都必须以扇区大小(512个字节)读取;对应的缓存中缓存大小页是扇区的大小。...Page Cache(页缓存) Linux页高速缓存任何基于页的数据,所缓存的Page包括普通文件内容、设备文件、内存映射文件的读写。页缓存中一个页帧的文件数据锁对应的磁盘不必是连续的。...如果是普通文件内容它们只是逻辑上连续的磁盘盘,这些磁盘在磁盘上可以是不连续的。针对设备文件的页缓存则是磁盘盘在物理磁盘上是连续的。...例如sb_read和sb_getblk根据传入的盘号将盘读入到缓存中。

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Linux文件系统之 — 通用处理层

概述 由于不同设备(如磁盘,机械硬盘等)有着不同的设备驱动程序,为了让文件系统有统一的读写设备接口,Linux实现了一个 通用层。如下图中的红色部分: ?...通用层 将对不同设备的操作转换成对逻辑数据的操作,也就是将不同的设备都抽象成是一个数据数组,而文件系统就是对这些数据进行管理。...通用层 的概念,而真实的设备是以扇区作为读写单元的。...run_task_queue() 函数是 Linux 用于运行任务队列的入口,而 tq_disk 队列就是设备I/O的任务队列。...return; q->plugged = 1; queue_task(&q->plug_tq, &tq_disk); // 把I/O请求队列添加到 tq_disk 任务队列中 } 通过 Linux

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如何在 Linux 中创建虚拟或循环设备?

Linux 用户可以拥有一个称为“循环设备”的虚拟设备,它将普通文件映射到虚拟,使其成为与隔离进程相关的任务的理想选择。...利用循环设备的最佳示例是 snap 包,这是一个沙盒软件解决方案,包含所有必要的依赖项并作为loop设备安装: 图片如果您有兴趣创建自己的虚拟设备,本文将一步步教你。...bs=100M将设置单个的大小。count=30将为给定时间创建单个的副本。意思是 100Mb * 30 次的大小约为 3 GB。...现在,是时候使用给定的-a选项来打印所有循环设备了:losetupsudo losetup -a图片但是您的需要有一个文件系统来创建、存储和配置该的文件,我将使用 ext4:sudo mkfs.ext4...最后使用循环设备进行隔离是一个方便的 Linux 功能。

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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...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...一个备有且仅有一个请求队列(调度队列),所有对设备的IO请求都需要经过这个公共节点,因此调度队列(Elevator Queue)是IO请求合并的另一个节点。...合并到蓄流链表或者将request添加进蓄流链表之后就没管了,从路径①可以发现蓄流链表中的request最终都是要交给电梯调度队列的,这正是”elevator 合并”的第二个点,关于泄流的时机请参考我之前写的《Linux...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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