操作系统Project3:IOPS

阅读数: 次 2020-06-02

P3:I/O subsystem

目标

在MINIX3中安装一块X MB大小的RAM盘，可以挂载并且存取文件操作。

测试RAM和DISK盘的文件读写速度

分析读写速度有差异的原因。

安装盘–增加RAM盘

/*todo */

修改/usr/src/minix/drivers/storage/memory/memory.c

增加RAM盘数
1
#define RAMDISK 7
重新编译内核make build MKUPDATE=yes;重启reboot选择latest kernel
创建设备 mknod /dev/myram b 1 13;
1
2
/*mknod的使用方式*/
mknod DEVNAME{b|c} MAJOR MINOR
DEVNAME创建的设备文件名，这里为/dev/myram

b:块设备：系统从设备中读取数据的时候，直接从内存的buffer中读取数据，而不经过磁盘。

这里，我们的RAM盘，就是用内存来虚拟一个硬盘，所以这里选项应该是b。

MAJOR和MINOR表示主设备号和次设备号。
检测设备是否创建成功：ls /dev/ | grep ram

实现buildmyram初始化工具：

a. 在/usr/src/minix/commands/目录下新建buildmyram文件夹，参照/usr/src/minix/commands/ramdisk文件增加buildmyram也作为minix的内置命令。

b.编写buildmyram.c文件

类比ramdisk.c，但要注意但没和修改PATH变量。

#include <minix/paths.h>

#include <sys/ioc_memory.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#define _PATH_MYRAMDISK "/dev/myram"//注意这里修改了路径

main(int argc, char *argv[])
{
	int fd;
	signed long size;
	char *d;

	if(argc < 2 || argc > 3) {
		fprintf(stderr, "usage: %s <size in MB> [device]\n",
			argv[0]);
		return 1;
	}

	d = argc == 2 ? _PATH_MYRAMDISK : argv[2];
	if((fd=open(d, O_RDONLY)) < 0) {
		perror(d);
		return 1;
	}
	long int MFACTOR=1024*1024;//注意这里的MFACTOR

	size = atol(argv[1])*MFACTOR;//size是我输入的参数成kb,mb 就再乘1024嘛

	if(size < 0) {
		fprintf(stderr, "size should be non-negative.\n");
		return 1;
	}

	if(ioctl(fd, MIOCRAMSIZE, &size) < 0) {
		perror("MIOCRAMSIZE");
		return 1;
	}

	fprintf(stderr, "size on %s set to %ldMB\n", d, size/MFACTOR);

	return 0;
}

c. 将buildmyram.c修改完毕以后，新建buildmyram文件下的Makefile文件（此新建也同样类比于ramdisk），同时修改commands目录下的Makefile文件（此修改类比于Project2）

在ram盘上创建内存文件系统：

mkfs.mfs /dev/myram
将ram盘挂载到用户目录下：

mount /dev/myram /root/myram
检验挂载是否成功，输入命令df进行检测：

可以看出，有了dev/myram即我们挂载成功。

重启后用户自定义的ram盘内容会丢失，需要重新设置大小，创建文件系统，并挂载。

性能测试

采用多进程并发的同步读写。
concurrency的数目要增加到设备接近“饱和”状态。
总吞吐量：fileSize(总文件大小)/执行时间(spend time)
饱和：吞吐量难以继续提升，同时I/O延时恶化。

性能测试的变量：“block size“和块扫描方式。

P3-test的编写

P3-test的框架结构：

void write_file(int blocksize,int isrand,char *filename,int fs){
  //todo
}
void write_file(int blocksize,int isrand,char *filename,int fs){
  //todo
}
long get_time_left(long starttime,long endtime){
  //todo
}
int main(){
  
  time_t starttime=time(NULL);//开始时间。
  for(int i=0;i<concurrency;i++){
    while(iter<10000){
      write_file();
      read_file();
    }//将读/写延续一定的时间。
    
  }
  wait();
  time_t endtime=time(NULL);
  printf("throughput:",throughput);
  return 0;
}

还有什么更好的测试方式嘛….