文件系统学习5——文件系统IO子系统

最新推荐文章于 2025-02-10 23:34:38 发布
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本文详尽解析了从用户态文件IO操作至IO调度层的整个IO子系统流程，包括VFS、节点路径搜索、缓存机制、直接IO与缓存IO的区别，以及不同IO调度器如NOOP、DEADLINE、CFQ的工作原理。

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关于文件系统IO子系统的介绍，有一篇非常好的博客，详细了从上到下，由浅入深的讲述了IO子系统。这里给出原文的链接，方便大家共同学习。

[IO系统]01 IO子系统
[IO系统]02 用户态的文件IO操作
[IO系统]03 虚拟文件系统(VFS)
[IO系统]04 节点路径搜索
[IO系统]05 open流程分析
[IO系统]06 因OPEN建立的结构体关系
[IO系统]07 IO写流程分析
[IO系统]08 IO读流程分析
[IO系统]09 直接IO与缓存IO
[IO系统]10 缓存写回机制
[IO系统]11 回写机制(writeback)
[IO系统]12 通用块层-结构体
[IO系统]13 通用块层-向通用块层提交IO
[IO系统]14 IO调度层
[IO系统]15 文件访问的五种模式
[IO系统]16 IO调度器-NOOP
[IO系统]17 IO调度器-DEADLINE
[IO系统]18 IO调度器 - CFQ

参考博客：
https://blog.youkuaiyun.com/younger_china/article/details/77047262

Linux内存管理子系统——mmap内存映射原理分析(dax文件系统的mmap)
Imagine Miracle的博客
04-18 3237
Linux mmap分析 内核版本：linux-5.16 1. 虚拟内存概要内容简介 1.1. mm_struct 和 vm_area_struct // mm_struct 和 vm_area_struct 的简要成员 struct mm_struct { unsigned long start_brk, brk, start_stack; } __attribute__((preserve_access_index)); struct vm_area_struct { unsigned lo
操作系统第三章---IO子系统
notcode11的博客
08-12 757
总结：io子系统两大问题 1.死锁的发生原理 死锁的检测 银行家算法 是否理解执行进程 2.磁盘臂柱调度算法–先到先服务、最短作业优先、电梯算法、循环扫描算法 其他问题 --IO四层结构问题 另外，io设备主要分为两种，第一种块设备也就是我们常说硬盘、移动u盘等实体存储介质。另外一种，是字符设备就是从网络流等流中获取的IO数据。 第一大问题 死锁 产生死锁的四个条件 1.互斥使用：每个资源只能被一个进程使用（资源独占） 2.保持和等待：不拿到资源就一直保持和等待 3.不可剥夺：不剥夺正在使用资源的进程的资源
【操作系统】4.文件系统和IO子系统
愿万事胜意
06-28 1231
1. 文件系统 1.1 文件系统和文件 文件系统是操作系统中管理持久性数据的子系统，提供数据存储和访问功能，可以提供组织、检索、读写访问数据功能。在没有文件系统时，我们在计算机上操作的数据无法有效保存，在计算机关机再重启时数据就丢失了。大多数计算机系统都有文件系统，我们常用的谷歌也是一个文件系统，支持分布式应用的数据管理，可以支持系统监控、故障检测、故障容忍和自动恢复，提供很高的可靠性。 文件是具有符号名，由字节序列构成的数据项集合。 文件是文件系统的基本数据单位 文件名是文件的标识符号 文件系统的功能
文件系统学习6——文件系统IO子系统的补充
Zuoerfeng
03-02 383
在第5小节详细讲述了文件系统IO子系统的相关特性，在阅读完第5小节的文章后，本小节给出自己的一些疑惑，并对上述的疑惑进行补充说明。 疑惑1：pagecache、buffer和bufferhead的区别与联系 说明： 首先需要明确的是linux系统中文件系统的缓冲区主要分为两个page cache和buffer cache，每一个 page cache 包含若干 buffer cache。 与pag...
【操作系统】I/O 管理（二）—— I/O 核心子系统
haoweixl的博客
09-15 2159
手工操作阶段：主机直接从 I/O设备获得数据，由于设备速度慢，主机速度很快。人机速度矛盾明显，主机要浪费很多时间来等待设备。如下图。批处理阶段引入了脱机输入/输出技术（用磁带完成）：引入脱机技术后，缓解了CPU与慢速I/O设备的速度矛盾。另一方面，即使CPU在忙碌，也可以提前将数据输入到磁带；即使慢速的输出设备正在忙碌，也可以提前将数据输出到磁带。为什么称为“脱机”—— 脱离主机的控制进行的输入/输出操作。设备的固有属性可分为三种：独占设备、共享设备、虚拟设备。
操作系统——I/O核心子系统
王王仙贝的博客
06-14 822
需要请求“磁盘设备”的设备独立性软件的服务，因此一般来说假脱机技术是在用户层软件实现的。 但是408大纲将假脱机技术归为“I/O核心子系统”的功能。用软件的方式模拟假脱机技术。 输入井：模拟脱机输入时的磁带，用于收容I/O设备输入的数据。 输出井：模拟脱机输出时的磁带，用于收容用户进程输出的数据。 输入进程：模拟脱机输入时的外围控制机 输出进程：模拟脱机输出时的外围控制机可以把一台物理设备虚拟成逻辑上的多台设备，可将独占是设备改造成共享设备。 作用：缓解设备与CPU的速度矛盾，实现预输入、缓输出。用某种算
非常详细！操作系统【IO核心子系统】
m0_51574586的博客
02-16 1586
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OpenHarmony 实战开发——littlefs文件系统存储结构与IO性能优化分析
鸿蒙开发知识记录
08-27 1212
通过本文的讲解，相信大家对于littlefs文件系统有了较为全面的了解。总的来说，littlefs是一种极简的文件系统，实现了文件系统基本的数据缓存、掉电恢复、磨损均衡等功能，在资源相对富裕的环境中，开发者们可以对其运行机制甚至存储结构进行“使用空间换时间”的优化策略，提升读写的IO性能。学会有效地利用文件系统往往能起到事半功倍的作用，希望开发者能够将所学知识有效应用到未来的开发工作中，从而提高开发工作的效率。
文件系统学习8——文件系统MQ队列机制详解
Zuoerfeng
03-08 4535
上一篇已经讲述了MQ多队列的机制，利用cpu的多核，配上多队列机制，并发的处理IO请求，提高效率。 本篇详细讲述下从bio下发到IO调度器中，MQ队列机制是如何一步步完成的。 1、MQ处理结构流图 从整个流程图可以看到，主要是分为三个部分：初始化硬件设备的target参数、初始化请求队列request_queue以及bio请求的处理过程。前面两个过程主要是完成底层存储设备向文件系统的注册，同时完...
电子词典——系统编程IO操作（c语言实现）
02-06
总之，电子词典的系统编程IO操作是通过C语言中的文件操作函数来实现的，涉及到文件的打开、读取、写入和关闭。`elecdict.c`是实现这个功能的源代码，而`dict.txt`则是存储单词和定义的数据文件。理解并熟练运用这些...
从文件 IO看 Linux 的虚拟文件系统
05-05
### 从文件 IO 看 Linux 的虚拟文件系统 #### 引言 Linux 系统以其高度灵活性和可扩展性闻名，在文件系统方面更是如此。Linux 支持多种不同的文件系统，例如 ext2、ext3、ext4、vfat 等，并且能够在这些不同的文件...
【操作系统】IO核心子系统原理讲解
记录在工作学习中遇到的一些问题，我与大家共同进步。
11-23 253
上篇文章了解了操作系统IO软件层次结构。本篇文章将继续深入，了解这些IO软件的实现方式。
操作系统复习-5.2 I/O核心子系统
sunhaoning的专栏
07-16 1353
5.2.1 I/O子系统概述 由于I/O设备种类繁多，功能和传输速率差异巨大，需要多种方法来进行设备控制。这些方法共同组成了操作系统内核的I/O子系统，它将内核的其他方面从繁重的I/O设备管理中解放出来。I/O核心子系统提供的服务主要有：I/O调度、缓冲与高速缓存、设备分配与回收、假脱机、设备保护和差错处理等。 5.2.2 I/O调度概念 I/O调度就是确定一个好的顺序来执行这些
IO学习总结一
weixin_33834628的博客
11-02 81
/** * 一：.IO学习一： * 1.java中的java.io.File类表示一个目录(文件夹)或者一个文件。 * java.io包 → 通过数据流、序列化、和文件系统提供系统输入和输出。 */ /** * 2.File表示一个文件。 */ //写法一： File file1 = new Fil...
[IO系统]01 IO子系统
渡江客涂鸦板
01-06 3533
从整个IO调用链层面俯视整个链路，其穿越“千山万水”，最终会到胜利的彼岸——“设备层”
分布式事务核心概念小结
最新发布
禅与计算机程序设计的艺术
02-10 4912
C(Consistency):一致性,每次读取到的数据都是实时最新的数据。A(Availability)：可用性,每次发起调用都可以得到非错误的正常响应。P（Partition tolerance）：分区容错性，即分布式系统遇到某节点或者网络分区故障的时候，系统仍然能够对外提供一致性或者可用性的服务。
linux IO子系统和文件系统读写流程
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kidd_3的专栏
10-27 1万+
我们含有分析的，是基于2.6.32及其后的内核. 我们在linux上总是要保存数据，数据要么保存在文件系统里（如ext3），要么就保存在裸设备里。我们在使用这些数据的时候都是通过文件这个抽象来访问的，操作系统会把我们需要的数据提交给我们，而我们则无需和块设备打交道。 从下图，我们可以清除的看到： I/O子系统是个层次很深的系统，数据请求从用户空间最终到达磁盘，经过了复杂的数据流动。 对
操作系统14----I/O子系统
大魔王
07-21 1297
I/O子系统 1.IO接口设备类型 1.1字符设备 1.2块设备 1.3网络设备 2.IO通信方式 2.1阻塞I/O 2.2非阻塞I/O 2.3异步I/O 3.IO结构 3.1CPU与设备的连接 3.2内核I/O结构 3.3I/O请求生存周期...
I / O 子系统的层次结构
crazy的博客
02-26 5193
I / O 软件涉及的面非常广，往下与硬件有着密切的联系，往上又与用户直接交互，它与进程管理、存储器管理、文件管理等都存在着一定的联系，即它们都可能       需要 I / O 软件来实现 I / O 操作。           为了使复杂的 I / O 软件具有清晰的结构，良好的可移植性和适应性，在 I / O 软件中普遍采用了层次结构，将系统输入 / 输出功能组织称一系列的层次，每一层都
Linux系统IO与标准IO详解：一切皆文件
在Linux系统中，"Linux系统IO与标准IO.pdf"深入探讨了Linux内核中的核心概念——一切皆文件原则。这一原则表明，Linux通过虚拟文件系统（VFS）将各种硬件设备抽象化为文件，从而简化了应用程序编程的复杂性。VFS中的...
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