趣谈Linux操作系统
刘超
网易杭州研究院云计算技术部首席架构师
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入门准备篇 (3讲)
开篇词 | 为什么要学习Linux操作系统?
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01 | 入学测验:你究竟对Linux操作系统了解多少?
02 | 学习路径:爬过这六个陡坡,你就能对Linux了如指掌
核心原理篇:第一部分 Linux操作系统综述 (3讲)
03 | 你可以把Linux内核当成一家软件外包公司的老板
04 | 快速上手几个Linux命令:每家公司都有自己的黑话
05 | 学会几个系统调用:咱们公司能接哪些类型的项目?
核心原理篇:第二部分 系统初始化 (4讲)
06 | x86架构:有了开放的架构,才能打造开放的营商环境
07 | 从BIOS到bootloader:创业伊始,有活儿老板自己上
08 | 内核初始化:生意做大了就得成立公司
09 | 系统调用:公司成立好了就要开始接项目
核心原理篇:第三部分 进程管理 (10讲)
10 | 进程:公司接这么多项目,如何管?
11 | 线程:如何让复杂的项目并行执行?
12 | 进程数据结构(上):项目多了就需要项目管理系统
13 | 进程数据结构(中):项目多了就需要项目管理系统
14 | 进程数据结构(下):项目多了就需要项目管理系统
15 | 调度(上):如何制定项目管理流程?
16 | 调度(中):主动调度是如何发生的?
17 | 调度(下):抢占式调度是如何发生的?
18 | 进程的创建:如何发起一个新项目?
19 | 线程的创建:如何执行一个新子项目?
核心原理篇:第四部分 内存管理 (7讲)
20 | 内存管理(上):为客户保密,规划进程内存空间布局
21 | 内存管理(下):为客户保密,项目组独享会议室封闭开发
22 | 进程空间管理:项目组还可以自行布置会议室
23 | 物理内存管理(上):会议室管理员如何分配会议室?
24 | 物理内存管理(下):会议室管理员如何分配会议室?
25 | 用户态内存映射:如何找到正确的会议室?
26 | 内核态内存映射:如何找到正确的会议室?
核心原理篇:第五部分 文件系统 (4讲)
27 | 文件系统:项目成果要归档,我们就需要档案库
28 | 硬盘文件系统:如何最合理地组织档案库的文档?
29 | 虚拟文件系统:文件多了就需要档案管理系统
30 | 文件缓存:常用文档应该放在触手可得的地方
核心原理篇:第六部分 输入输出系统 (5讲)
31 | 输入与输出:如何建立售前售后生态体系?
32 | 字符设备(上):如何建立直销模式?
33 | 字符设备(下):如何建立直销模式?
34 | 块设备(上):如何建立代理商销售模式?
35 | 块设备(下):如何建立代理商销售模式?
核心原理篇:第七部分 进程间通信 (7讲)
36 | 进程间通信:遇到大项目需要项目组之间的合作才行
37 | 信号(上):项目组A完成了,如何及时通知项目组B?
38 | 信号(下):项目组A完成了,如何及时通知项目组B?
39 | 管道:项目组A完成了,如何交接给项目组B?
40 | IPC(上):不同项目组之间抢资源,如何协调?
41 | IPC(中):不同项目组之间抢资源,如何协调?
42 | IPC(下):不同项目组之间抢资源,如何协调?
核心原理篇:第八部分 网络系统 (7讲)
43 预习 | Socket通信之网络协议基本原理
43 | Socket通信:遇上特大项目,要学会和其他公司合作
44 | Socket内核数据结构:如何成立特大项目合作部?
45 | 发送网络包(上):如何表达我们想让合作伙伴做什么?
46 | 发送网络包(下):如何表达我们想让合作伙伴做什么?
47 | 接收网络包(上):如何搞明白合作伙伴让我们做什么?
48 | 接收网络包(下):如何搞明白合作伙伴让我们做什么?
核心原理篇:第九部分 虚拟化 (7讲)
49 | 虚拟机:如何成立子公司,让公司变集团?
50 | 计算虚拟化之CPU(上):如何复用集团的人力资源?
51 | 计算虚拟化之CPU(下):如何复用集团的人力资源?
52 | 计算虚拟化之内存:如何建立独立的办公室?
53 | 存储虚拟化(上):如何建立自己保管的单独档案库?
54 | 存储虚拟化(下):如何建立自己保管的单独档案库?
55 | 网络虚拟化:如何成立独立的合作部?
核心原理篇:第十部分 容器化 (4讲)
56 | 容器:大公司为保持创新,鼓励内部创业
57 | Namespace技术:内部创业公司应该独立运营
58 | CGroup技术:内部创业公司应该独立核算成本
59 | 数据中心操作系统:上市敲钟
实战串讲篇 (9讲)
60 | 搭建操作系统实验环境(上):授人以鱼不如授人以渔
61 | 搭建操作系统实验环境(下):授人以鱼不如授人以渔
62 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(一)
63 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(二)
64 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(三)
65 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(四)
66 | 知识串讲:用一个创业故事串起操作系统原理(五)
67 | 期末测试:这些操作系统问题,你真的掌握了吗?
结束语 | 永远别轻视任何技术,也永远别轻视自己
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专栏加餐 (2讲)
学习攻略(一):学好操作系统,需要掌握哪些前置知识?
“趣谈Linux操作系统”食用指南
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54 | 存储虚拟化(下):如何建立自己保管的单独档案库?

刘超 2019-07-31
上一节,我们讲了 qemu 启动过程中的存储虚拟化。好了,现在 qemu 启动了,硬盘设备文件已经打开了。那如果我们要往虚拟机的一个进程写入一个文件,该怎么做呢?最终这个文件又是如何落到宿主机上的硬盘文件的呢?这一节,我们一起来看一看。

前端设备驱动 virtio_blk

虚拟机里面的进程写入一个文件,当然要通过文件系统。整个过程和咱们在文件系统那一节讲的过程没有区别。只是到了设备驱动层,我们看到的就不是普通的硬盘驱动了,而是 virtio 的驱动。
virtio 的驱动程序代码在 Linux 操作系统的源代码里面,文件名叫 drivers/block/virtio_blk.c。
static int __init init(void)
{
int error;
virtblk_wq = alloc_workqueue("virtio-blk", 0, 0);
major = register_blkdev(0, "virtblk");
error = register_virtio_driver(&virtio_blk);
......
}
module_init(init);
module_exit(fini);
MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
MODULE_DESCRIPTION("Virtio block driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
static struct virtio_driver virtio_blk = {
......
.driver.name = KBUILD_MODNAME,
.driver.owner = THIS_MODULE,
.id_table = id_table,
.probe = virtblk_probe,
.remove = virtblk_remove,
......
};
前面我们介绍过设备驱动程序,从这里的代码中,我们能看到非常熟悉的结构。它会创建一个 workqueue,注册一个块设备,并获得一个主设备号,然后注册一个驱动函数 virtio_blk。
当一个设备驱动作为一个内核模块被初始化的时候,probe 函数会被调用,因而我们来看一下 virtblk_probe。
static int virtblk_probe(struct virtio_device *vdev)
{
struct virtio_blk *vblk;
struct request_queue *q;
......
vdev->priv = vblk = kmalloc(sizeof(*vblk), GFP_KERNEL);
vblk->vdev = vdev;
vblk->sg_elems = sg_elems;
INIT_WORK(&vblk->config_work, virtblk_config_changed_work);
......
err = init_vq(vblk);
......
vblk->disk = alloc_disk(1 << PART_BITS);
memset(&vblk->tag_set, 0, sizeof(vblk->tag_set));
vblk->tag_set.ops = &virtio_mq_ops;
vblk->tag_set.queue_depth = virtblk_queue_depth;
vblk->tag_set.numa_node = NUMA_NO_NODE;
vblk->tag_set.flags = BLK_MQ_F_SHOULD_MERGE;
vblk->tag_set.cmd_size =
sizeof(struct virtblk_req) +
sizeof(struct scatterlist) * sg_elems;
vblk->tag_set.driver_data = vblk;
vblk->tag_set.nr_hw_queues = vblk->num_vqs;
err = blk_mq_alloc_tag_set(&vblk->tag_set);
......
q = blk_mq_init_queue(&vblk->tag_set);
vblk->disk->queue = q;
q->queuedata = vblk;
virtblk_name_format("vd", index, vblk->disk->disk_name, DISK_NAME_LEN);
vblk->disk->major = major;
vblk->disk->first_minor = index_to_minor(index);
vblk->disk->private_data = vblk;
vblk->disk->fops = &virtblk_fops;
vblk->disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
vblk->index = index;
......
device_add_disk(&vdev->dev, vblk->disk);
err = device_create_file(disk_to_dev(vblk->disk), &dev_attr_serial);
......
}
在 virtblk_probe 中,我们首先看到的是 struct request_queue,这是每一个块设备都有的一个队列。还记得吗?它有两个函数,一个是 make_request_fn 函数,用于生成 request;另一个是 request_fn 函数,用于处理 request。
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精选留言(2)

  • 没心没肺
    每次看到文中说还记得什么什么吗,我心里总是默默回答:不 记 得😂

    作者回复: 的确,体系比较复杂,关联性很强

    2019-07-31
    1
    5
  • 追风筝的人
    好复杂鸭
    2019-11-26
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