Linux作为一种开源的操作系统,已经走过了20多年的时间,其发展已经长足了进步,成为了开放的软件平台,它不仅被广泛应用于服务器、个人电脑等领域,还在领先的科学研究和教育领域得到了广泛的应用。但是,在Linux的发展过程中,内核死锁等问题为人所诟病,为了解决这些问题,Linux社区致力于开发一种完全新的解决方案——was(Write-Ahead Storage)。
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was的背景和思路
was是Linux4.4内核中引入的一项最新技术,它设计的目的是为了解决内核死锁的问题。在早期的Linux内核中,文件系统采用了基于日志的写模式,这意味着每次写入数据时,都必须同时写入内存和硬盘中。但是,这种写入方式很容易出现死锁现象,而为了解决死锁问题,就必须采用一种新的解决方案。
在分析了很多操作系统之后,开发者们发现现有的文件系统都是采用了in-place写模式,即每次写入数据时,数据会覆盖原来数据的位置,而不是写到另一个位置,这样会占用大量的磁盘空间,并且文件系统的速度也会降低。于是开发者们考虑使用write-ahead写模式,这种写模式可以先将数据写入内存中,等到一定的时机和条件满足后,再将内存中的数据写入硬盘中。
与in-place写模式相比,write-ahead写模式使用更少的磁盘空间,并且文件系统的速度也会更快,而且,使用write-ahead写模式可以解决内核死锁的问题。was就是Linux社区采用write-ahead写模式的一种新的文件系统。
was的设计架构和优势
was采用基于写日志的技术,将数据写入日志中,日志是有序的,因此可以很方便的实现数据的读取,修改和删除操作。与传统文件系统相比,was真正实现了数据和元数据的分离,元数据按照特定规则存放在日志区域,而数据直接存放在数据区,这种方法使得元数据的恢复更加简单、可靠。
was还采用了快照和COW技术,快照是用于在不改变原始内容的情况下创建备份的技术,COW技术是一种精确的内存管理技术,可以将内存中的数据复制到另外一个地方,不会影响原有数据的完整性,同时也能够提高系统的吞吐量和稳定性。
was的优点在于它具有高可靠性、高可用性、高吞吐量、高并发性和高扩展性。
was作为Linux的一个新技术,成功解决了Linux内核死锁的问题,同时在文件系统的设计和架构上也有了很大的进步,为用户提供了诸多优点。作为开源的软件平台,Linux不断地吸引着众多的开发者加入到开源社区中,推动Linux的发展,无疑是Linux的一道招牌,was的出现和应用将为Linux的未来发展开启崭新的篇章。
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升级linux内核奋斗记
我的piii dell机运行着内核2.4.的redhat,自从linux内核2.6发布以来一直想把该系统升级到内核2.6。经过一番艰辛万苦,终于成功了。为了体验一下在linux下编写多线程程序的步骤,又更新gcc和c语言库。在此愿和各位朋友共享这段经历,共享这段成果。(可能有记录错误,仅供参考)。
具体步骤包括以下内容:
1,升级内核的具体步骤
2,更新gcc
3,使用glibc2.3.5
4,使用nptl线程进行编程
在此之前,先简要地介绍一下linux内核2.6所做的改进及新增功能。linux2.6主要在以下的10个方面作了很大的改进,简单概括如下,有关详细情况,请参阅相关资料。
1)通过改善并行处理能力和采用posix线程等,提高了系统的处理能罩亏信力,从而linux真正具备大型信息系统所要求性能。
2)通过改善文件系统的输出/输入能力和提高对大容量内存的利用效率,使得linux能够更胜任大型信息系统中的数据处理。
3)加强了对数物轮据库应用程序的支持。
4)提高了抗系统高负荷时能力。
5)提高了系统的可用性,包括对不停机空此时备份和不停机时更换硬件功能的支持。
6)强化了对网络的支持,增加了对ipv6, sctp, ipsec,等的支持。
7)通过增加访问控制和内核暗号化技术,提高了系统的安全性。
8)强化了对电源的管理。
9)强化了对嵌入式cpu和系统的支持。
10)添加了更多的硬件驱动程序。
一.升级内核
1, 下载linux-2.6.3.tar.bz2(可以是更新的版本)到/usr/src
bzcat linux-2.6.3.tar.bz2 | tar xvf – cd linux-2.6.阅读readme及changes 文件,确认必须的工具软件。因为不是笔记本电脑和笔记本电脑有关的软件可以忽略。发现module-init-tools需要更新。
2,下载module-init-tools-0.9.13.tar.bz2
bzcat module-init-tools-0.9.13.tar.bz2 | tar xvf – cd module-init-tools-0.9.13 ./configure –prefix=/usr/local/module-init make make moveold make install /usr/local/module-init/in/generate-modpobe.conf > /etc/modprobe.conf成功。
3, 编译linux内核
cd /usr/src/linux-2.6.3 make menuconfig一看太麻烦了,而且许多选项不知所云。退出该程序。 执行make oldconfig,对kernel2.6新增的不熟悉的选项作不选或为缺省。
make bzimage make modules modules_install pwd /usr/src/linux-2.6.3 mv arch/i386/boot/bzimage /boot/bzimage2.6.3 mv system.map /boot/system.map-2.6.3 cd /boot mv system.map oldsystem.map ln –s system.map-2.6.3 system.map,建立sys目录
mkdir /sys
5, 修改相关文件,增加对sys的支持
在/etc/rc.d/rc.sysinit文件增加对sys的支持。
1) 找到mount –f /proc的行,在其下面,增加 mount –f /sys
2) 找到 action $ “mounting proc filesystem:” mount –n –t proc /proc /proc 在其下面,增加action $ “mounting sysfs filesystem:” mount –n –t sysfs /sys /sys.
3) 把文件中的 ksyms 改成 kallsyms
在/etc/fstab文件中,增加一行:
none /sys sysfs defaults 0 0
在/etc/rc.d/init.d/halt中,增加对sys的支持,把 awk ‘$2 ~/^/$ | ^/proc | ^/dev / {next} 变为:
awk ‘$2 ~/^/$ | ^/proc | ^/sys | ^/dev / {next}
6,启动
修改/etc/lilo.conf, 增加下面的设置
… image=/boot/bzimange2.6.3 label=linux2.6.3 read-only root=/dev/hda3(由自己的pc设置决定)成功。
二,更新gcc (因为gcc2.95.3无法编译glibc-2.3.5)
下载gcc-3.4.4.tar.bz2
bzcat gcc-3.4.4.tar.bz2 | tar xvf – cd gcc-3.4.4 ./configure –prefix=/usr/local/gcc344 –enable-shared –enable-threads –enable-threads=posix –enable-languages=c,c++,f77 make bootstrap (因为使用cflags选项时,出错了,所以省略) make install ln –s /usr/local/gcc344/bin/gcc /usr/bin/gcc
三,使用glibc-2.3.5
1)、通过调查发现要编译glibc-2.3.5,要求binutils在2.13以上。所以必须安inutils-2.14
下载binutils-2.14.tar.gz
tar zxpvf binutils-2.14.tar.gz mkdir binutils-build cd binutils-build ../binutils-2.14/configure –prefix=/usr –enable-shared make tooldir=/usr make check make tooldir=/usr install cp ../binutils-2.14/include/libiberty.h /usr/include) 安装glibc-2.3.5
下载 glibc-2.3.5.tar.gz 和 glibc-2.3.5-fix_test-1.patch
tar zxpvf glibc-2.3.5.tar.gz patch –np1 –i ../glibc-2.3.5-fix_test-1.path mkdir glibc-build cd glibc-build ../glibc-2.3.5/configure –prefix=/usr/local/glibc235 –enable-add-ons=linuxthreads –enable-kernel=2.6.0 (若安装在/usr目录下,很危险,可能会损坏你的系统) make make check (必须执行的一步) make localedata /install-locales (对应各国文字) mkdir /usr/man/man3(man的安装路径) make –c ../glibc-2.3.5/linuxthreads/man install上面的安装完成以后,更好把/usr/local/glibc235/lib和/usr/local/glibc235/include加入到系统的路径中,这样在编译程序时,就不必指定库和header文件的路径了。
四、使用nptl进行线程编程
#include #include #include #include void thread_fun(void * arg); char message = “i am created thread”; int main() { int rnt; pthread_t new_thread; void *thread_result; rnt=pthread_create(&new_thread,null, thread_fun, (void*) message); if (rnt != 0) { perrer (“thread creation failed”); exit(exit_failure); } printf(“waiting for other thread to finish…”); rnt = pthread_join(new_thread, &thread_result); if (rnt != 0) { perrer (“thread join failed”); exit(exit_failure); } printf(“thread join, it returned %s ”, (char*) thread_result); printf(“message now %s”, message); exit(exit_success); } void *thread_fun (void * arg) { printf(“the new thread is running. argument was %s”,(char*)arg); sleep(3); strcpy(message, “bye”); pthread_exit(“thank you for the test”); }编译
gcc -d_reentrant test_thread.c -o test_thread -lpthread ./test_thread成功了。
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