移動終端Linux存儲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、軟件授權費用低、可定制性高等優(yōu)勢，被廣泛用于移動終端市場。移動終端相對于通用計算機，在體積、移動性方面對操作系統(tǒng)提出了新的挑戰(zhàn)。閃存由于其具有體積小、架構簡單、能耗低等特點，已成為移動終端存儲設備的標準配置。因此，提高閃存的存儲IO性能對于移動終端設備的性能優(yōu)化具有重要意義。
　　本文以優(yōu)化Linux移動終端存儲設備IO性能為目標，深入研究了Linux文件系統(tǒng) IO框架中涉及的相關技術

2、，包括：頁面緩存機制、文件預讀機制、調度算法、IO Qos（Quality of service）等，并提出了針對Linux移動終端的存儲設備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方面：
　　1.分析Linux內核文件系統(tǒng)IO框架中VFS（virtual file system）層、通用塊層、設備驅動層的工作原理以及內核實現(xiàn)；分析Linux內核用于資源管理的Cgroup機制的整體框架、Cgroup中專門用于IO

3、 Qos控制的blkio子系統(tǒng)以及CFQ（Complete Fairness Queueing）調度算法對IO Qos的實現(xiàn)。
　　2.分析Linux操作系統(tǒng)中廣泛用于閃存設備的開源文件系統(tǒng)EXT4、BTRFS、F2FS以及Linux內核中影響這些文件系統(tǒng)IO性能的通用參數(shù)和特定于各個文件系統(tǒng)的參數(shù)，提出了在不同IO應用場景下通過調整相關參數(shù)優(yōu)化文件系統(tǒng)IO性能的方案。
　　3.分析Linux內核頁面緩存機制與文件預讀機制的

4、實現(xiàn)原理。針對不同的IO應用場景，調節(jié)文件預讀機制的內核參數(shù)，優(yōu)化Linux移動終端存儲設備的IO性能。
　　4.研究Linux內核CFQ、NOOP、DEADLINE調度算法的基本思想和實現(xiàn)細節(jié)，以及各個調度算法相關的內核參數(shù)的用途。提出針對不同 IO場景，調整調度算法及內核參數(shù)優(yōu)化Linux移動終端存儲設備的IO性能。
　　5.分析閃存存儲設備讀寫特性，提出了如何根據(jù)閃存設備的物理特性合理創(chuàng)建文件系統(tǒng)的方案，實現(xiàn)在閃存上創(chuàng)