linux write函数耗时分析

最新推荐文章于 2022-07-22 19:16:00 发布

学习不止

最新推荐文章于 2022-07-22 19:16:00 发布

阅读量3.4k

点赞数 1

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： C/C++ linux

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jasonwang1002/article/details/99434924

本文深入探讨Linux内核中write函数的调用过程，涉及页高速缓存、内核回写线程的工作原理。分析了write函数可能导致的卡顿原因，以及如何通过调整内核参数优化IO性能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、背景：

嵌入式设备写SD卡的时候，偶尔会出现调用write卡顿，内核linux-3.4.y

二、linux内核io流程

1. 应用程序调用write，陷入内核执行vfs_write函数，将数据写入页高速缓存（每个缓存页包含若干个缓冲区）。而在写入之前需要（1）检查页是否在回写，如果正在回写则挂起进程，等待回写标志清空时唤醒进程；（2）检查页buffer是否locked，如果locked则挂起进程等待唤醒

2. 内核有一个常驻线程，为每个bdi创建一个线程，定时检查是否需要回写，需要则提交bio，让驱动写入sd卡

3. bio结束时执行回调，将页回写标志清除三、相关函数分析(记录主要函数，方便跟踪源码)

三、内核代码分析

1. 写页高速缓存

（1）重要结构：


const struct file_operations fat_file_operations = {
    .llseek        = generic_file_llseek,
    .read        = do_sync_read,
    .write        = do_sync_write,
    .aio_read    = generic_file_aio_read,
    .aio_write    = generic_file_aio_write,
    .mmap        = generic_file_mmap,
    .release    = fat_file_release,
    .unlocked_ioctl    = fat_generic_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
    .compat_ioctl    = fat_generic_compat_ioctl,
#endif
    .fsync        = fat_file_fsync,
    .splice_read    = generic_file_splice_read,
};

struct address_space_operations {
    int (*writepage)(struct page *page, struct writeback_control *wbc);
    int (*readpage)(struct file *, struct page *);
    int (*sync_page)(struct page *);
    int (*writepages)(struct address_space *, struct writeback_control *);
    int (*set_page_dirty)(struct page *page);
    int (*readpages)(struct file *filp, struct address_space *mapping,
                    struct list_head *pages, unsigned nr_pages);