Fred's blog

為了注音輸入法，您是否長久以來也仍在使用 SCIM？每次裝好 Linux 的第一件事就是刪除系統預設輸入法，我們彷彿是外星人一般，一點都沒享有人權。感謝 OSDC.tw 2011（活動期間 3/26 ~ 3/27） 提供好吃的食物和舒適的場地，在活動這兩天筆者花了一點功夫做 patch，修掉了 ibus-chewing 單純注音模式的一些 Bugs，現在基本上 ibus-chewing 單純注音模式已經可用，我們可以丟掉 SCIM + 爛注音 Table 了！ 以下是 Lightening Talk 的簡報檔： 後記 由於簡報格式的關係，暫時無法轉成 PDF 輸入，所以目前使用錄影的方式公開，待轉檔程式開發完成再來釋出 PDF 檔。

Apache 和 Samba 這類伺服器，主要以傳送檔案資料的工作為主，他們最常做的工作不外乎是開啟檔案(Open)、讀取(Read)、寫入網路連線(Write to Socket)。但是以 Kernel 的角度來說，這樣一個讀取檔案資料和傳送出去的流程相當繁複，並擁有最少兩次的 Kernel/User Space 資料搬移， 導致同一筆資料需要經過兩次多餘的複製。舉例來說，若一個檔案有 1MB，則 Linux Kernel 需要多做 2MB 的記憶體複製，使得效能經常消耗在這種地方，尤以 CPU 不夠快的平台上狀況特別明顯。 而過去曾有 khttpd 這樣的實作，讓 Linux Kernel 自成一個小型的 Web Server，提供一個極有效率方式的讀取靜態網站頁面和 Server 服務，其加速的方法，便是於 Kernel Space 讀取檔案並直接從網路連線送出資料，目的也在於減少 Kernel/User space 之間不必要的 context switch。 想瞭解 User Space 和 Kernel 的資料搬移狀況，我們可以來研究應用程式在讀取和傳送網路資料的流程，經簡化後大致上是（以下簡稱 User Space 為 US，Kernel Space 為 KS）： [US] open() [KS] do_sys_open() [KS] do_filp_open() - 找到檔案，並從所在的檔案系統取得 struct file [KS] Return File Object [US] malloc() - 準備一塊記憶體當 buffer [US] read(file, buffer) [KS] vfs_read(file) - 標準 VFS 的檔案讀取 API [KS] file->f_op->read() - 使用資料所在的檔案系統(filesystem)，其提供的低階 read 操作 [KS] copy_to_user(buffer) - 將檔案資料從硬碟讀出來後，複製一份到 user space 的 buffer 接著是將讀到的資料透過網路傳送出去： [US] write(Socket, buffer) - 將 buffer 內資料傳送出去 [KS] copy_from_user(buffer) -...

寫一支程式在 User Space 下列出目錄中的檔案清單相當容易，我們可以用 readdir() 去一項項取得檔案內容，事實上， readdir() 是由 Linux Kernel VFS(Virtual Filesystem) 所提供的 API，真正的實作在檔案系統的核心模組(Kernel Module)中。然而因為 Kernel readdir() 的相關實作牽涉到 Kernel/User space 的資料交換問題，所以如果我們是在撰寫 Kernel 的驅動程式，當然就不能使用這系列的 APIs。不過也因為所有的資訊都存在於 Kernel 的資料結構中，我們可以直接從記憶體中的 Linked list 中快速取得檔案清單。 在取得某個目錄下所有檔案資訊前，要先得到該目錄的敘述 struct dentry，VFS 用 struct dentry 的串聯組合來描述整個檔案系統的目錄結構，檔案清單則被保存在 dentry 中的 Double Linked List，因此其實只要知道如何使用 Kernel 提供的 Double Linked list，就能得到該目錄下所有的檔案資訊。而這邊要注意的是 Kernel 提供的一個通用 Linked list 結構（struct list_head），用來統一整個核心的 Linked list 操作機制，這檔案清單的 Double Linked List 就是使用這通用的結構。 這裡是 Linux Kernel 2.6.37 中 dentry 的資料結構（定義在 linux/dcache.h，其中較不重要的部份以『...』做省略，此外，某些定義與較早版本的 Kernel 有所差異，將在文章最後補上說明）： struct dentry { ...省略 struct hlist_node d_hash; /* lookup hash list */ struct dentry *d_parent; /* parent directory */ struct qstr d_name; struct list_head d_lru; /* LRU list */ /* * d_child and d_rcu can share memory *...