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在現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)中，設(shè)備訪問是非常重要的，例如硬盤、網(wǎng)絡(luò)、USB 等設(shè)備。在 Linux 系統(tǒng)中，設(shè)備被視為文件，可以被系統(tǒng)和應(yīng)用程序訪問。然而，Linux 系統(tǒng)中的設(shè)備訪問也可能存在性能問題，例如讀寫操作的延遲和帶寬限制。這些問題可能會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能和可靠性。為了避免這些問題，有一種技術(shù)被廣泛使用，即設(shè)備線性排列技術(shù)。
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設(shè)備線性排列，也稱為直接 I/O 接口，是一種在 Linux 內(nèi)核中使用的技術(shù)，通過將設(shè)備的物理地址與邏輯地址進(jìn)行映射，從而提高設(shè)備訪問的性能。該技術(shù)可以通過將設(shè)備緩存區(qū)的物理地址轉(zhuǎn)換為連續(xù)的邏輯地址來消除 I/O 操作中的延遲和復(fù)雜性。
下面是一些優(yōu)點(diǎn)：
1. 提高系統(tǒng)性能
當(dāng)設(shè)備被線性排列時，數(shù)據(jù)傳輸路徑更直接，這意味著 I/O 操作的延遲和處理時間更短。此外，由于設(shè)備緩存區(qū)的連續(xù)邏輯地址映射到物理地址，所以數(shù)據(jù)傳輸無需轉(zhuǎn)換，這可以大大提高系統(tǒng)性能。
2. 減少復(fù)雜性
通過消除 I/O 操作中的延遲和復(fù)雜性，設(shè)備線性排列可以使操作系統(tǒng)更容易管理。此外，設(shè)備線性排列還可以減少系統(tǒng)資源的使用，因為它可以有效地利用多處理器系統(tǒng)的處理能力。
3. 提高可靠性
設(shè)備線性排列可以提高系統(tǒng)的可靠性。由于數(shù)據(jù)傳輸路徑更直接，此技術(shù)可以減少磁盤故障和數(shù)據(jù)損壞的風(fēng)險。
盡管設(shè)備線性排列技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)該注意以下一些缺點(diǎn)：
1. 必須預(yù)分配內(nèi)存
為了使設(shè)備線性排列正常工作，必須預(yù)分配內(nèi)存。這意味著您必須預(yù)先知道 I/O 操作的大小，才能分配適當(dāng)?shù)膬?nèi)存。否則，分配的內(nèi)存可能過小，導(dǎo)致 I/O 操作失敗。
2. 需要更高的內(nèi)存使用
由于設(shè)備線性排列需要預(yù)先分配內(nèi)存，因此需要更高的內(nèi)存使用。如果系統(tǒng)的內(nèi)存資源有限，可能會影響系統(tǒng)的性能。
3. 不支持所有設(shè)備
設(shè)備線性排列技術(shù)并不支持所有設(shè)備。特別是一些舊設(shè)備可能不支持此技術(shù)。因此，在選擇使用設(shè)備線性排列技術(shù)時，必須檢查設(shè)備的兼容性。
設(shè)備線性排列技術(shù)是一種非常有用的技術(shù)，可以提高 Linux 系統(tǒng)的性能和可靠性。然而，在使用該技術(shù)時需要注意其缺點(diǎn)和兼容性問題。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 如何編譯linux內(nèi)核
如何編譯linux內(nèi)核
編譯linux內(nèi)核步驟：
1、安裝內(nèi)核
如果內(nèi)核已經(jīng)安裝（/usr/src/目錄有l(wèi)inux子目錄），跳過。如果沒有安裝，在光驅(qū)中放入linux安裝光盤，找到kernel-source-2.xx.xx.rpm文件（xx代表數(shù)字，表示內(nèi)核的版本號），比如RedHat linux的RPMS目錄是/RedHat/RPMS/目錄，然后使用命令rpm -ivh kernel-source-2.xx.xx.rpm安裝猜轎內(nèi)核穗消肆。如果沒有安裝盤，可以去各linux廠家站點(diǎn)或者
www.kernel.org
下載。
2、清除從前編譯內(nèi)核時殘留的.o 文件和不必要的關(guān)聯(lián)
cd /usr/src/linux
make mrproper
3、配置內(nèi)核，修改相關(guān)參數(shù)，請參考其他資料
在圖形界面下，make xconfig；字符界面下，make menuconfig。在內(nèi)核配置菜單中正確設(shè)置個內(nèi)核選項，保存退出
4、正確設(shè)置關(guān)聯(lián)文件
make dep
5、編譯內(nèi)核
對于大內(nèi)核（比如需要SCSI支持），make bzImage
對于小內(nèi)核，make zImage
6、編譯模塊
make modules
7、安裝模塊
make modules_install
8、使用新內(nèi)核
把/usr/src/linux/arch/i386/boot/目錄內(nèi)新生成的內(nèi)核文件bzImage/zImage拷貝到/boot目錄，然后修改/etc/lilo.conf文件，加一個啟動選項，使用新內(nèi)核bzImage/zImage啟動。格式如下：
boot=/dev/hda
map=/boot/map
install=/boot/boot.b
prompt
timeout=50
linear
default=linux-new ### 告訴lilo缺省使用新內(nèi)核啟動linux ###
append=”mem=256M”
image=/boot/vmlinuz-2.2.14-5.0
label=linux
read-only
root=/dev/hda5
image=/boot/bzImage(zImage)
label=linux-new
read-only
root=/dev/hda5
保留舊有的啟動選項可以保證新內(nèi)核不能引導(dǎo)的情況，還可以進(jìn)入linux進(jìn)行其他操作。保存退出后，不要忘記了最重要的一步，運(yùn)行/in/lilo，使修改生效。
9、重新生成ram磁盤
如果您的系統(tǒng)中的/etc/lilo.conf沒有使用了ram磁盤選項initrd，略過。如果您的系統(tǒng)中的/etc/lilo.conf使用了ram磁盤選項initrd，使用mkinitrd initrd-內(nèi)核版本號，內(nèi)核版本號命令重新生成ram磁盤文件，例如我的Redhat 6.2：
mkinitrd initrd-2.2.14-5.0 2.2.14-5.0
之后把/etc/lilo.conf中的initrd指向新生成的initrd-2.2.14-5.0文件橋帶：
initrd=/boot/initrd-2.2.14-5.0
ram磁盤能使系統(tǒng)性能盡可能的優(yōu)化，具體參考/usr/src/linux/Documents/initrd.txt文件
10、重新啟動,OK!
內(nèi)核，是一個操作系統(tǒng)的核心。它負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)的進(jìn)程、內(nèi)存、設(shè)備驅(qū)動程序、文件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，決定著系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。Linux作為一個自由軟件，
在廣大愛好者的支持下，內(nèi)核版本不斷更新。新的內(nèi)核修訂了舊內(nèi)核的bug，并增加了許多新的特性。如果用戶想要使用前埋這些新特性，或想根據(jù)自己的系統(tǒng)度身定
制一個更高效，更穩(wěn)定的內(nèi)核，就需要重新編譯內(nèi)核。本文將以RedHat Linux 6.0（kernel
2.2.5）為操作系統(tǒng)平臺，介紹在Linux上進(jìn)行內(nèi)核編譯的方法。
一、 下載新內(nèi)核的源代碼
目前，在Internet上提供Linux源代碼的站點(diǎn)有很多，讀者可以選擇一個速度較快的站點(diǎn)下載。筆者是從站點(diǎn)
www.kernelnotes.org
上下載了Linux的最新開發(fā)版內(nèi)核2.3.14的源代碼，全部代碼檔爛被壓縮到一個名叫Linux-2.3.14.tar.gz的文件中。
二、 釋放內(nèi)核源代碼
由于源代碼放在一個壓縮文件中，因此在配置內(nèi)核之前，要先將源代碼釋放到指定的目錄下。首先以root帳號登錄，然后進(jìn)入/usr/src子目錄。如果用戶在安裝Linux時，安裝了內(nèi)核的源代碼，則會發(fā)現(xiàn)一個linux-2.2.5的子目錄。該目錄下存放著內(nèi)核2.2.5的源代碼。此外，還會發(fā)現(xiàn)一個指向該目錄的鏈接linux。刪除該連接，然后將新內(nèi)核的源文件拷貝到/usr/src目錄中。
?。ㄒ唬⒂胻ar命令釋放內(nèi)核源代碼
# cd /usr/src
# tar zxvf Linux-2.3.14.tar.gz
文件釋放成功后，在/usr/src目錄下會生成一個linux子目錄。其中包含了內(nèi)核2.3.14的全部源代碼。
?。ǘ?usr/include/a、/usr/inlude/linux、/usr/include/scsi鏈接到/usr/src/linux/include目錄下的對應(yīng)目錄中。
# cd /usr/include
# rm -Rf a linux
# ln -s /usr/src/linux/include/a-i386 a
# ln -s /usr/src/linux/include/linux linux
# ln -s /usr/src/linux/include/scsi scsi
?。ㄈ?、刪除源代碼目錄中殘留的.o文件和其它從屬文件。
# cd /usr/src/linux
# make mrproper
三、 配置內(nèi)核
?。ㄒ唬?、啟動內(nèi)核配置程序。
# cd /usr/src/linux
# make config
除了上面的命令，用戶還可以使用make menuconfig命令啟動一個菜單模式的配置界面。如行悔漏果用戶安裝了X window系統(tǒng)，還可以執(zhí)行make xconfig命令啟動X window下的內(nèi)核配置程序。
?。ǘ⑴渲脙?nèi)核
Linux的
內(nèi)核配置程序提供了一系列配置選項。對于每一個配置選項，用戶可以回答”y”、”m”或”n”。其中”y”表示將相應(yīng)特性的支持或設(shè)備驅(qū)動程序編譯進(jìn)內(nèi)
核；”m”表示將相應(yīng)特性的支持或設(shè)備驅(qū)動程序編譯成可加載模塊，在需要時，可由系統(tǒng)或用戶自行加入到內(nèi)核中去；”n”表示內(nèi)核不提供相應(yīng)特性或驅(qū)動程序
的支持。由于內(nèi)核的配置選項非常多，本文只介紹一些比較重要的選項。
1、Code maturity level options（代碼成熟度選項）
Prompt for development and/or incomplete code/drivers
(CONFIG_EXPERIMENTAL)
如果用戶想要使用還處于測試階段的代碼或驅(qū)動，可以選擇“y”。如果想編譯出一個穩(wěn)定的內(nèi)核，則要選擇“n”。
1、 Processor type and features（處理器類型和特色）
?。?）、Processor family (386, 486/Cx486, 586/K5/5×86/6×86, Pentium/K6/TSC, PPro/6x86MX) 選擇處理器類型，缺省為Ppro/6x86MX。
?。?）、Maximum Physical Memory (1GB, 2GB) 內(nèi)核支持的更大內(nèi)存數(shù)，缺省為1G。
?。?）、Math emulation (CONFIG_MATH_EMULATION) 協(xié)處理器仿真，缺省為不仿真。
?。?）、MTRR (Memory Type Range Register) support (CONFIG_MTRR)
選擇該選項，系統(tǒng)將生成/proc/mtrr文件對MTRR進(jìn)行管理，供X server使用。
?。?）、Symmetric multi-processing support (CONFIG_P) 選擇“y”，內(nèi)核將支持對稱多處理器。
2、 Loadable module support（可加載模塊支持）
?。?）、Enable loadable module support (CONFIG_MODULES) 選擇“y”，內(nèi)核將支持加載模塊。
?。?）、Kernel module loader (CONFIG_KMOD) 選擇“y”，內(nèi)核將自動加載那些可加載模塊，否則需要用戶手工加載。
3、 General setup（一般設(shè)置）
?。?）、Networking support (CONFIG_NET) 該選項設(shè)置是否在內(nèi)核中提供網(wǎng)絡(luò)支持。
?。?）、PCI support (CONFIG_PCI) 該選項設(shè)置是否在內(nèi)核中提供PCI支持。
?。?）、PCI access mode (BIOS, Direct, Any) 該選項設(shè)置Linux探測PCI設(shè)備的方式。選擇“BIOS”，Linux將使用BIOS；選擇“Direct”，Linux將不通過BIOS；選擇“Any”，Linux將直接探測PCI設(shè)備，如果失敗，再使用BIOS。
（4）Parallel port support (CONFIG_PARPORT) 選擇“y”，內(nèi)核將支持平行口。
4、 Plug and Play configuration（即插即用設(shè)備支持）
?。?）、Plug and Play support (CONFIG_PNP) 選擇“y”，內(nèi)核將自動配置即插即用設(shè)備。
?。?）、ISA Plug and Play support (CONFIG_ISAPNP) 選擇“y”，內(nèi)核將自動配置基于ISA總線的即插即用設(shè)備。
5、 Block devices（塊設(shè)備）
?。?）、Normal PC floppy disk support (CONFIG_BLK_DEV_FD) 選擇“y”，內(nèi)核將提供對軟盤的支持。
?。?）、Enhanced IDE/MFM/RLL disk/cdrom/tape/floppy support (CONFIG_BLK_DEV_IDE) 選擇“y”，內(nèi)核將提供對增強(qiáng)IDE硬盤、CDROM和磁帶機(jī)的支持。
6、 Networking options（網(wǎng)絡(luò)選項）
?。?）、Packet socket (CONFIG_PACKET) 選擇“y”，一些應(yīng)用程序?qū)⑹褂肞acket協(xié)議直接同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通訊，而不通過內(nèi)核中的其它中介協(xié)議。
?。?）、Network firewalls (CONFIG_FIREWALL) 選擇“y”，內(nèi)核將支持防火墻。
?。?）、TCP/IP networking (CONFIG_INET) 選擇“y”，內(nèi)核將支持TCP/IP協(xié)議。
?。?）The IPX protocol (CONFIG_IPX) 選擇“y”，內(nèi)核將支持IPX協(xié)議。
?。?）、Appletalk DDP (CONFIG_ATALK) 選擇“y”，內(nèi)核將支持Appletalk DDP協(xié)議。
8、SCSI support（SCSI支持）
如果用戶要使用SCSI設(shè)備，可配置相應(yīng)選項。
9、Network device support（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持）
Network device support (CONFIG_NETDEVICES) 選擇“y”，內(nèi)核將提供對網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序的支持。
10、Ethernet (10 or 100Mbit)（10M或100M以太網(wǎng)）
在該項設(shè)置中，系統(tǒng)提供了許多網(wǎng)卡驅(qū)動程序，用戶只要選擇自己的網(wǎng)卡驅(qū)動就可以了。此外，用戶還可以根據(jù)需要，在內(nèi)核中加入對FDDI、PPP、SLIP和無線LAN（Wireless LAN）的支持。
11、Character devices（字符設(shè)備）
（1）、Virtual terminal (CONFIG_VT) 選擇“y”，內(nèi)核將支持虛擬終端。
?。?）、Support for console on virtual terminal (CONFIG_VT_CONSOLE)
選擇“y”，內(nèi)核可將一個虛擬終端用作系統(tǒng)控制臺。
（3）、Standard/generic (dumb) serial support (CONFIG_SERIAL)
選擇“y”，內(nèi)核將支持串行口。
?。?）、Support for console on serial port (CONFIG_SERIAL_CONSOLE)
選擇“y”，內(nèi)核可將一個串行口用作系統(tǒng)控制臺。
12、Mice（鼠標(biāo)）
PS/2 mouse (aka “auxiliary device”) support (CONFIG_POUSE) 如果用戶使用的是PS/2鼠標(biāo)，則該選項應(yīng)該選擇“y”。
13、Filesystems（文件系統(tǒng)）
（1）、Quota support (CONFIG_QUOTA) 選擇“y”，內(nèi)核將支持磁盤限額。
?。?）、Kernel automounter support (CONFIG_AUTOFS_FS) 選擇“y”，內(nèi)核將提供對automounter的支持，使系統(tǒng)在啟動時自動 mount遠(yuǎn)程文件系統(tǒng)。
（3）、DOS FAT fs support (CONFIG_FAT_FS) 選擇“y”，內(nèi)核將支持DOS FAT文件系統(tǒng)。
（4）、ISO 9660 CDROM filesystem support (CONFIG_ISO9660_FS)
選擇“y”，內(nèi)核將支持ISO 9660 CDROM文件系統(tǒng)。
?。?）、NTFS filesystem support (read only) (CONFIG_NTFS_FS)
選擇“y”，用戶就可以以只讀方式訪問NTFS文件系統(tǒng)。
（6）、/proc filesystem support (CONFIG_PROC_FS) /proc是存放Linux系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的虛擬文件系統(tǒng)，該項必須選擇“y”。
?。?）、Second extended fs support (CONFIG_EXT2_FS) EXT2是Linux的標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)，該項也必須選擇“y”。
14、Network File Systems（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）
?。?）、NFS filesystem support (CONFIG_NFS_FS) 選擇“y”，內(nèi)核將支持NFS文件系統(tǒng)。
?。?）、B filesystem support (to mount WfW shares etc.) (CONFIG_B_FS)
選擇“y”，內(nèi)核將支持B文件系統(tǒng)。
（3）、NCP filesystem support (to mount NetWare volumes) (CONFIG_NCP_FS)
選擇“y”，內(nèi)核將支持NCP文件系統(tǒng)。
15、Partition Types（分區(qū)類型）
該選項支持一些不太常用的分區(qū)類型，用戶如果需要，在相應(yīng)的選項上選擇“y”即可。
16、Console drivers（控制臺驅(qū)動）
VGA text console (CONFIG_VGA_CONSOLE) 選擇“y”，用戶就可以在標(biāo)準(zhǔn)的VGA顯示方式下使用Linux了。
17、Sound（聲音）
Sound card support (CONFIG_SOUND) 選擇“y”，內(nèi)核就可提供對聲卡的支持。
18、Kernel hacking（內(nèi)核監(jiān)視）
Magic SysRq key (CONFIG_MAGIC_SYSRQ) 選擇“y”，用戶就可以對系統(tǒng)進(jìn)行部分控制。一般情況下選擇“n”。
四、 編譯內(nèi)核
?。ㄒ唬?、建立編譯時所需的從屬文件
# cd /usr/src/linux
# make dep
?。ǘ?、清除內(nèi)核編譯的目標(biāo)文件
# make clean
?。ㄈ?、編譯內(nèi)核
# make zImage
內(nèi)核編譯成功后，會在/usr/src/linux/arch/i386/boot目錄中生成一個新內(nèi)核的映像文件zImage。如果編譯的內(nèi)核很大的話，系統(tǒng)會提示你使用make bzImage命令來編譯。這時，編譯程序就會生成一個名叫bzImage的內(nèi)核映像文件。
?。ㄋ模?、編譯可加載模塊
如果用戶在配置內(nèi)核時設(shè)置了可加載模塊，則需要對這些模塊進(jìn)行編譯，以便將來使用inod命令進(jìn)行加載。
# make modules
# make modelus_install
編譯成功后，系統(tǒng)會在/lib/modules目錄下生成一個2.3.14子目錄，里面存放著新內(nèi)核的所有可加載模塊。
五、 啟動新內(nèi)核
?。ㄒ唬?、將新內(nèi)核和System.map文件拷貝到/boot目錄下
# cp /usr/src/linux/arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.3.14
# cp /usr/src/linux/System.map /boot/System.map-2.3.14
# cd /boot
# rm -f System.map
# ln -s System.map-2.3.14 System.map
（二）、配置/etc/lilo.conf文件。在該文件中加入下面幾行：
default=linux-2.3.14
image=/boot/vmlinuz-2.3.14
label=linux-2.3.14
root=/dev/hda1
read-only
（三）、使新配置生效
# /in/lilo
（四）、重新啟動系統(tǒng)
# /in/reboot
新內(nèi)核如果不能正常啟動，用戶可以在LILO:提示符下啟動舊內(nèi)核。然后查出故障原因，重新編譯新內(nèi)核即可。
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$ make menuconfig
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