發(fā)布時間：2021-01-14 23:33

　　隨著計算機技術與通信技術結合的信息時代的到來,越來越多的嵌入式系統(tǒng)要處理大量的信息,磁盤憑借其容量大、價格便宜、性價比高等優(yōu)點,已成為嵌入式系統(tǒng)的主要外存儲設備之一。對于嵌入式系統(tǒng)來說,一方面系統(tǒng)中的I/O子系統(tǒng)往往是瓶頸,需要判斷其是否能滿足嵌入式系統(tǒng)特定的要求。另一方面由于嵌入式系統(tǒng)往往對安全性和實時性要求高,要確保磁盤訪問的高效和安全。為了達到這兩點目的,就需要對磁盤的I/O性能進行測試,同時還要能從各個方面監(jiān)測系統(tǒng)中磁盤I/O的情況。基于以上情況,本文提出了一款功能全面、面向嵌入式系統(tǒng)的磁盤I/O測試工具的研究方案,并闡述了研究的意義及目的。在分析了磁盤I/O測試工具與技術的研究現(xiàn)狀后,明確了實現(xiàn)目標和設計思路。為了達到課題目標,本文對嵌入式Linux的I/O子系統(tǒng)進行了深入研究。包括I/O子系統(tǒng)中各層的實現(xiàn)過程、ATA驅(qū)動程序的實現(xiàn)原理和/proc文件系統(tǒng)。在實現(xiàn)過程中,需要修改內(nèi)核,為了避免修改內(nèi)核后重新編譯內(nèi)核,對kprobes探測機制進行了分析,并將kprobe引入實現(xiàn)中。隨后,本文分別對面向嵌入式系統(tǒng)的磁盤I/O測試工具的測試代理端和客戶端兩個部分進行了設計。先介紹了... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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要經(jīng)過多個內(nèi)核組件的處理，內(nèi)核對用戶進程讀寫請求處理的一般過程如圖2-1 所示：圖 2-1 塊設備的讀寫管理層次[30](1) 用戶進程發(fā)送的 read()/write()系統(tǒng)調(diào)用到 VFS，調(diào)用一個適當?shù)?VFS 函數(shù)，將文件描述符和文件內(nèi)的偏移量傳遞給它。(2) VFS 層：VFS 函數(shù)確定所請求的數(shù)據(jù)是否在磁盤緩(Disk Caches)中，它決定了如何執(zhí)行 read()/write()。如果在磁盤緩存中，它就直接在從磁盤緩存中讀寫。否則發(fā)起真實的讀寫請求。如果一開始發(fā)起的是直接讀寫方式，就會跳過緩存。(3) 映射層：映射層的作用是確定要讀寫文件數(shù)據(jù)的物理位置即磁盤塊，然后向下12

.1 VFS 文件系統(tǒng)層VFS 是一個內(nèi)核子系統(tǒng)，其提供系統(tǒng)中所有文件系統(tǒng)的共存以及協(xié)同工作的也就相當于提供了一個文件操作的通用接口。VFS 銜接文件系統(tǒng)的原因有：(1) 定義了各種文件系統(tǒng)都支持的基本的，概接口和數(shù)據(jù)結構；(2) 實際文件系統(tǒng)將自身操作與 VFS 在形式上保持一致。因FS 和內(nèi)核的其他部分開來， 所有文件系統(tǒng)都是相同的，它們都支持像文件和樣的概念，同時也支持像創(chuàng)建文件和刪除文件這樣的操作。內(nèi)核通過抽象能夠方便，簡單地支持各種類型的文件系統(tǒng)。實際文件系統(tǒng)通提供 VFS 所期望的抽象接口和數(shù)據(jù)結構，這樣，內(nèi)核就可以毫不費力地和任何統(tǒng)協(xié)同工作。并且這樣提供給用戶空間的借口給，也可以和任何文件系統(tǒng)無縫在一起，完成實際工作。下圖 2-2 描述了一個用戶空間的 write（）調(diào)用到數(shù)據(jù)磁盤介質(zhì)的整個流程。


本文編號：2977763