块设备的测试

块设备的测试

对于嵌入式开发，有时需要测试块设备，本文将以mmc设备为例，分析各种测试方法

1.Linux中的读写机制

由于块设备物理上的特殊性，读写很慢，而且时机、顺序、大小都比较重要。所以VFS（Virtual File System）中引入了高速缓存的机制，这属于一种软件机制，允许内核将原本存在块设备上的某些信息保存在内存中，以便对这些数据的进一步访问能快速进行，而不必慢速访问块设备本身

比如往块设备上写数据时，VFS文件系统采用了文件数据延迟写的技术，因此，如果在调用系统接口写入数据时没有使用同步写模式，那么大多数据将会先保存在缓存中，待等到满足某些条件时才将数据刷入块设备里

比如从块设备上读数据时，系统会先将数据往缓存里放一份，如果下次要读的数据与该数据有部分重合，那么下次就会直接从缓存读了，而并不会真的从块设备中读取

总之，缓存的存在大大方便了读写块设备，只要缓存内数据能解决的，就绝对不会劳烦去读写块设备，相当智能

2.块设备的读写速度测试

对于块设备读写速度测试，最重要的是避开缓存和其他进程的干扰

首先利用

killall -9 xxx

杀死应用层非系统自带的进程

读速度测试

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

time dd if=/dev/mmcblkxxx of=/xxx/xxx bs=1M count=100 conv=fsync

首先清空系统的缓存，强制系统直接去块设备中读取。然后用time，来测试dd命令消耗的时间， of的路径应该设为内存，比如常见的/tmp目录下可能就挂载了内存，根据系统设置灵活更改。fsync参数保证了数据被同步到块设备中，命令才返回。最后的返回值realtime是我们需要的，这个返回值包含了数据被同步到块设备中的时间

写速度测试

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

dd if=/dev/urandom of=/xxx/xxx bs=1M count=100

time dd if=/xxx/xxx of=/dev/mmcblkxxx bs=1M count=100 conv=fsync

首先清空系统的缓存。先在内存中生成一个文件，内容是随机数，of的路径应该设为内存，比如常见的/tmp目录下可能就挂载了内存，根据系统设置灵活更改。然后用time，来测试dd命令消耗的时间， of的路径应该设为没有用的分区，以防止内核或文件被覆盖，根据系统设置灵活更改。fsync参数保证了数据被同步到块设备中，命令才返回。最后的返回值realtime是我们需要的，这个返回值包含了数据被同步到块设备中的时间

3.块设备的可靠性测试

所谓的可靠性测试，就是在不同温度下，对块设备进行大量读写，保证其内部数据不出差错（检验md5是否变化）

读可靠性测试，读取100万次：

#!/bin/sh
killall -9 xxx

sum_val=`dd if=/dev/mmcblkxxx bs=1M count=1 2>  /dev/null | md5sum  | awk '{print $1}'`

echo "$sum_val"

for i in `seq 1000`;
do
for j in `seq 1000`
do
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

tmp=`dd if=/dev/mmcblkxxx bs=1M count=1 2>  /dev/null | md5sum  | awk '{print $1}'`

if [ "$sum_val" != "$tmp" ];then
echo "error" >> ./test.txt
break 2
fi
done
echo $i >> ./test.txt

done

首先杀死应用层非系统自带的进程，提升程序执行速度。然后先读一次数据，获取该次数据的md5值作为标准值。接着进行嵌套循环，共计100万次操作，每次操作进行清缓存、读数据、计算数据的md5值，如果和标准值不同，则输出错误信息到一个文件中，并终止本脚本

可靠性写测试

#!/bin/sh

killall -9 run

dd if=/dev/urandom of=/dev/mmcblkxxx bs=1M count=100 seek=1900
sum=`dd if=/dev/mmcblkxxx bs=1M count=100 skip=1900 2>  /dev/null | md5sum  | awk '{print $1}'`

echo "$sum"

for i in `seq 15`;
do
for j in `seq 1800`
do
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

dd if=/dev/mmcblkxxx of=/dev/mmcblkxxx bs=1M  count=100 seek=$j skip=1900
tmp=`dd if=/dev/mmcblkxxx bs=1M count=100 skip=$j 2>  /dev/null | md5sum  | awk '{print $1}'`

echo $i >> ./test.txt

if [ "$sum" != "$tmp" ];then
echo "error" >> ./test.txt
break 2
fi

done
done

写测试相对来说要求比较多，首先其实现方式是先写，再读，读出来做MD5校验看看与原始值是否相同。在写的过程中，尤其注意不能一直往同一地址写，这不是因为缓存的原因，而是系统在写的过程中并不把目标地址中的数据清除，所以就算写失败了我们读出来的数据还是上一次的正确数据。对于这个问题，有两种解决方案：第一种是在写之前将目标地址除的数据先全部写0，缺点是耗时间；第二种是我们上面代码中的方法，即在循环中每次往不同的地址写值（利用dd命令的seek来实现）

操作的mmc位置不可以在rootfs所在的分区，否则会破坏文件系统的内容。以上面这段代码为例，它在一个大小为2G的分区内操作，先把特定的数据写到分区的末尾100M处，这100M专门存放该特定数据，读写操作不可在此进行，然后用一个循环，从这个2G分区的头部开始，不停的写和读，每操作一次地址向后移动1M，这样就保证了每一次操作的都是不同的地址。注意代码中的1800这个数字，之所以设该数字是因为1900位置处的数据是参考的基准数据，不可以被改变，所以要在1900之前100M（即1800处）刹住车