在Linux中以编程方式限制文件系统使用

Question

我被分配为Linux内核编写系统调用，奇怪地确定（并减少）用户每分钟的最大传输量（用于文件操作）。此系统调用将被称为lim_fs_usage，并将获取一个参数，以获取所有用户可在一分钟内访问的最大字节数。简而言之，我将确定Linux中所有文件系统操作的带宽。该项目还要求在用户之间选择适当的方法来分发这种受限资源（文件访问），但我认为这样 不是一个大问题。

我进行了很长时间的搜索和扫描，但找不到以编程方式管理文件系统访问的方法。我想过将（mmap()）硬盘映射到内存并管理内存操作，但这变得毫无用处。我还试图找到一个用于虚拟文件系统的API，以便监控和限制它，但我找不到。任何想法，请...任何帮助非常感谢。提前谢谢你......

Answer 1

我想知道你是否可以将其作为IO调度程序实现。

在Linux下进行IO带宽限制的主要困难是，当它到达设备附近的任何地方时，内核可能早已忘记是谁造成的。

同样，在决定谁负责某个IO时，你可以做一些非常棘手的事情：

• 如果二进制文件是需求加载的，谁拥有IO呢？
• 内存的映射部分（加载需求的可执行文件或其他内容）可能会被踢出内存，因为某人 else 使用了太多ram，从而导致内核选择驱逐那些页面，这些地方对其他用户的配额造成不公平的负担，然后将其重新打包回来
• IO操作可以组合，可能来自不同的用户
• 写操作可能会迟早导致IO，具体取决于内核如何安排它;稍后的调度可能意味着从长远来看需要完成更少的IO，因为另一个写入在过渡期间对同一个块进行了处理;写入缓存中已经很脏的块并不会使它变得更脏。

如果你理解了所有这些以及更多的警告，并且仍然想要，我想这样做就像IO调度程序一样。

IO调度程序可以在Linux（2.6）下插入，并且可以动态更改 - 内核等待设备上的所有IO（每个块设备可以切换IO调度程序）结束，然后切换到新的。

Answer 2

由于紧急情况，我会在没有对可行性进行任何研究的情况下从头脑中给出一个想法 - 如何插入一个钩子来监视处理文件系统访问的系统调用？ 您最终可能会编写专门的内核模块来处理各种文件系统（ext3，ext4等），但作为概念验证，您可以从一个开始。不要忘记root已经在内存，进程空间和磁盘中为自己的操作保留了块。

管理内存操作与您尝试做的事情无关（但也许我在这里弄错了）。

Answer 3

经过长时间的思考和探索，我决定使用提出的“提取方法”。我正在考虑创建一个新的系统调用，它初始化和管理一个全局变量，如hdd_ bandwith _limit。此变量将用于Read()和Write()系统调用'修改后的实现（而不是¨count¨variable）。然后我将决定分配这个资源，这是真正的问题。可能我会找出有多少用户在某个时刻使用该系统并平均分配该资源。将是一个类似Round-Robin的发行版。但是，我仍然对这个分配问题的建议持开放态度。它会是SJF还是FCFS还是Round-Robin？同步是另一个问题。我怎么知道用户的工作是短期还是长期？或者他是否完成了手术？