夜歌

本文为jnds原创，转载请注明出处
这是研三的时候参与Novell开源项目时写的一篇文档，主要介绍了fcache的原理以及如何使用。应coly的要求，老文新发，哈哈

一. 简介：
fcache的作者是Jens Axboe,他是把这个patch当成一个weekend project写的 。
这个补丁的目的是在不修改文件系统的前提下，而使启动的流程是完全线性的（应该是指读磁盘的流程），从而加速linux的启动，简单的说fcache就是文件系统和块设备之间一种重映射。

fcache有两种运行模式：prime模式和normal模式。当运行在prime模式时，他缓存一切对目标分区的读操作，写入缓存分区。从而使数据在缓存设备中线性存放，即是一个关于时间的函数。当运行在normal模式时，fcache将会在缓存设备中查找缓存，如果命中的话，那么启动即可以直接读入缓存设备的线性数据。由于启动流程大多时候是重复性的，因此，fcache会提供完美的获取启动数据途径。
一般来说，第一次启动使用prime模式，准备好缓存数据，以后启动时使用normal模式，可以大大加速启动的速度（只要你的启动流程不变的话）
这里有一份hzmagnel写的关于fcache原理的文档，有兴趣的同学可以随便翻翻，我们会感动的内牛满面！

二. 如何使用fcache
Step 1：给内核打上fcache补丁，推荐的内核版本是2.6.17

cd /usr/src/linux
下载补丁 wget http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/people/ck/patches/2.6/2.6.17/2.6.17-ck1/patches/fs-fcache-v2.1.patch
进入内核源代码目录 patch -p1 Block devices->Boot fronted cache driver
然后重新编译内核，并使用这个内核。

Step 2：创建fcache的分区
分区大小为512M左右，文件系统为ext3,如果仅仅为试验，可以暂时使用swap分区作为fcache的分区

Step 3：修改启动和关闭脚本
在linux启动的时候，根文件系统第一次被加载的时候是readonly的，等到检查完根文件系统，这时候再用rw的方式remount根文件系统。我们要做事情就是在remount的时候，加上fcache的参数。而remount的所在是因不同发行版而异的，比如在gentoo中，remount在/etc/init.d/checkroot里，而在suse中，remount在/etc/init.d/rootfsck中。我们可以通过grep
"remount"找到那个脚本。
找到那个脚本后，找出mount -n -o remount,rw / 2>/dev/null
修改为mount -n -o remount,fcache_dev=#/*,fcache_prime=0 / 2>/dev/null

以下针对ubuntu 7.04，写出一种具体做法（注意：其他版本需要做相应调整）
编辑 /etc/init.d/checkroot.sh脚本,找到
if ! mount -n -o remount,$rootopts,$rootmode $fstabroot / 2>/dev/null
then
mount -n -o remount,$rootopts,$rootmode /
fi
修改为

if ! mount -n -o
remount,$rootopts,$rootmode,fcache_dev=#/*,fcache_prime=1 $fsabroot /
2>/dev/null
then
mount -n -o remount,$rootopts,$rootmode,fcache_dev=#/*,fcache_prime=1 /
fi
注意这里fcache_dev=#/*,其中fcache_dev是指我们在第二步创建的那个分区对应的设备。
#代表主设备号，*代表次设备号。比如笔者的使用的IDE硬盘，是hda10,因此fcache_dev=3/10

编辑/etc/init.d/umountroot脚本，找到
mount $MOUNT_FORCE_OPT -n -o remount,ro -t dummytype dummydev /
2>/dev/null \
|| mount $MOUNT_FORCE_OPT -n -o remount,ro dummydev /
2>/dev/null \
|| mount $MOUNT_FORCE_OPT -n -o remount,ro
修改为
mount $MOUNT_FORCE_OPT -n -o remount,ro,fcache_dev=#/* -t
dummytype dummydev / 2>/dev/null \
|| mount $MOUNT_FORCE_OPT -n -o remount,ro,fcache_dev=#/*
dummydev / 2>/dev/null \
|| mount $MOUNT_FORCE_OPT -n -o remount,ro,fcache_dev=#/*
/

ok,现在可以重新启动了，这时候，fcache就会进入prime模式。这次启动会比平时启动稍微慢一点。启动完毕，进入桌面后,执行mount
/ -o remount,fcache_dev=#/*,fcache_prime=0
我们可以检验一下，fcahce是否工作了
ken@ubuntu:~$ dmesg | grep "fcache"
[17179592.200000] fcache: new header: first block 2872, max 294040
[17179592.200000] fcache: hda10 opened successfully (priming)
[17180105.728000] fcache: ios r/w 6286/4904, hits 0, misses 0, overwrites 766
[17180105.744000] fcache: wrote 6286 extents, holding 354656 sectors of data
[17180105.756000] fcache: wrote header (extents=6286,serial=27)
[17180105.808000] fcache: header looks valid (extents=6286 extents, serial=27)
[17180105.824000] fcache: loaded 6286 extents
[17180105.824000] fcache: hda10 opened successfully (not priming)
可以看到，fcahce的确处于prime模式，并且缓存启动时的数据。

最后再次修改/etc/init.d/checkroot.sh，把第一次我们修改的地方，再修改为
if ! mount -n -o
remount,$rootopts,$rootmode,fcache_dev=#/*,fcache_prime=0 $fsabroot /
2>/dev/null
then
mount -n -o
remount,$rootopts,$rootmode,fcache_dev=#/*,fcache_prime=0 /
fi
即让fcahce处于normal状态，再次启动，你就能享受fcache给你带来的启动如飞的感觉了。
以后如果你的启动流程变了，比如你增加或减少某些启动脚本，则需要重新激活prime模式一次,即重复一遍上述流程。
个人觉得从出现gdm的登录窗口，到登录，完全进入桌面环境，加载完启动项。这一段时间，fcache带来的速度提升是相当明显的。

以下是测试报告
time1 time2 total
--------------------------------------------------------------------------------------
fcache and prime=1 50s 52s 102s
fcache and prime=0 46s 29s 75s
without fcache 48s 38s 86s

注： time1表示从加载内核到出现登录窗口
time2表示从开始登录到完全启动完毕