移動(dòng)終端Linux存儲(chǔ)IO性能分析與優(yōu)化.pdf

1、Linux操作系統(tǒng)憑借其源碼開放、可移植性強(qiáng)、軟件授權(quán)費(fèi)用低、可定制性高等優(yōu)勢，被廣泛用于移動(dòng)終端市場。移動(dòng)終端相對(duì)于通用計(jì)算機(jī)，在體積、移動(dòng)性方面對(duì)操作系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。閃存由于其具有體積小、架構(gòu)簡單、能耗低等特點(diǎn)，已成為移動(dòng)終端存儲(chǔ)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。因此，提高閃存的存儲(chǔ)IO性能對(duì)于移動(dòng)終端設(shè)備的性能優(yōu)化具有重要意義。
　　本文以優(yōu)化Linux移動(dòng)終端存儲(chǔ)設(shè)備IO性能為目標(biāo)，深入研究了Linux文件系統(tǒng) IO框架中涉及的相關(guān)技術(shù)

2、，包括：頁面緩存機(jī)制、文件預(yù)讀機(jī)制、調(diào)度算法、IO Qos（Quality of service）等，并提出了針對(duì)Linux移動(dòng)終端的存儲(chǔ)設(shè)備IO性能優(yōu)化方案。具體地講，本文的研究成果主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.分析Linux內(nèi)核文件系統(tǒng)IO框架中VFS（virtual file system）層、通用塊層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的工作原理以及內(nèi)核實(shí)現(xiàn)；分析Linux內(nèi)核用于資源管理的Cgroup機(jī)制的整體框架、Cgroup中專門用于IO

3、 Qos控制的blkio子系統(tǒng)以及CFQ（Complete Fairness Queueing）調(diào)度算法對(duì)IO Qos的實(shí)現(xiàn)。
　　2.分析Linux操作系統(tǒng)中廣泛用于閃存設(shè)備的開源文件系統(tǒng)EXT4、BTRFS、F2FS以及Linux內(nèi)核中影響這些文件系統(tǒng)IO性能的通用參數(shù)和特定于各個(gè)文件系統(tǒng)的參數(shù)，提出了在不同IO應(yīng)用場景下通過調(diào)整相關(guān)參數(shù)優(yōu)化文件系統(tǒng)IO性能的方案。
　　3.分析Linux內(nèi)核頁面緩存機(jī)制與文件預(yù)讀機(jī)制的

4、實(shí)現(xiàn)原理。針對(duì)不同的IO應(yīng)用場景，調(diào)節(jié)文件預(yù)讀機(jī)制的內(nèi)核參數(shù)，優(yōu)化Linux移動(dòng)終端存儲(chǔ)設(shè)備的IO性能。
　　4.研究Linux內(nèi)核CFQ、NOOP、DEADLINE調(diào)度算法的基本思想和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，以及各個(gè)調(diào)度算法相關(guān)的內(nèi)核參數(shù)的用途。提出針對(duì)不同 IO場景，調(diào)整調(diào)度算法及內(nèi)核參數(shù)優(yōu)化Linux移動(dòng)終端存儲(chǔ)設(shè)備的IO性能。
　　5.分析閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀寫特性，提出了如何根據(jù)閃存設(shè)備的物理特性合理創(chuàng)建文件系統(tǒng)的方案，實(shí)現(xiàn)在閃存上創(chuàng)