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Linux 直接IO 原理与实现

另外,有些应用程序需要自己管理 I/O 缓存的(如数据库系统),那么就需要使用 直接I/O 了。 直接I/O 直接I/O 就是对用户进行的 I/O 操作直接与块设备进行交互,而不进行缓存。...直接I/O 的缺点是:每次 I/O 操作都直接与块设备进行交互,增加了对块设备的读写操作。...if (filp->f_flags & O_DIRECT) // 如果标记了使用直接IO goto o_direct; ......() 函数, // 而 ext2_direct_IO() 函数直接调用了 generic_direct_IO() 函数 retval = mapping->a_ops->...调用真实文件系统的 direct_IO() 接口对 直接I/O 进行处理。 map_user_kiobuf() 函数属于内存管理部分,可以参考之前的 内存管理 相关的文章进行分析,这里就不重复了。

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单片机IO直接驱动继电器,你想多了

用单片机IO直接驱动继电器和电磁阀?虽然这个问题对于老鸟来说不值一提,但对于很多初学单片机的小伙伴来说,很多人还是不知道的。今天我们就来说说继电器。...前面我们说过了,可以用单片机控制这个线圈上的电压,你可以直接用两只手拿上5V和GND两条线直接通到继电器线圈的两个引脚,就会听到响声了。 那用单片机怎么给他加电压?...我们知道,单片机引脚就可以输出5V,是不是直接用单片机引脚连接继电器线圈,就可以了呢? 答案当然不是的!...通过上面的计算,虽然5V的单片机可以输出5V的电压,但是输出电流能力有限,远远达不到驱动继电器的电流,所以无法直接驱动继电器。假如我们采用灌电流的连接方式,这样很有可能直接烧坏单片机的IO口。

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IO-Link通信笔记(十一)——直接参数页

通过官方文档给出的表格可以知道,直接参数页内每个地址表示的功能,这里我们着重介绍直接参数页1,这是IOL运行最重要的一部分。​...至于直接参数页2,这是留给设备开发使用的,开发人员可以使用也可以考虑不使用,在使用时,按照参数页通信通道+地址的方式读写即可。所以下面我们依次看一看直接参数页1内每一个部分的内容。...IO-Link通信笔记(六)——M序列能力编码与交互字节数量的确定·RevisionID 直接参数页1地址0x04,表示从站协议栈使用的版本,在从站开发期间请将其固定为0x11。...IO-Link通信笔记(六)——M序列能力编码与交互字节数量的确定·ProcessDataOut 直接参数页1地址0x06,表示设备传输的PDout字节的数量,主站通过读取该参数明确,避免在通信期间发生错误...IO-Link通信笔记(六)——M序列能力编码与交互字节数量的确定·VendorID 直接参数页1地址0x07与0x08,0x07为高八位,0x08为低八位,两个字节组合表示IOL设备供应商全球唯一

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10分钟带你搞懂Linux中直接IO原理

导语 | 本文主要以一张图为基础,向大家介绍Linux在I/O上做了哪些事情,即Linux中直接I/O原理,希望本文的经验和思路能为读者提供一些帮助和思考。...但是不同类型的文件系统标准和接口可能各有差异,我们在做应用开发的时候却很少关心系统调用以下的具体实现,大部分时候都是直接系统调用open, read, write, close来实现应用程序的功能,不会再去关注我们具体用了什么文件系统...wrn3552@novadev:~/playground$ stat file 文件:file 大小:0 块:0 IO 块:4096 普通空文件设备...ZFS保证写操作事务采用的是copy on write的方式: 当block B有修改变成B1的时候,普通的文件系统会直接在block B原地进行修改变成B1。...IOSchedulers (https://wiki.ubuntu.com/Kernel/Reference/IOSchedulers) 关于blkmq可以参考Linux Multi-Queue Block IO

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IOIO模型

这是普通的IO操作,除此之外还有各种方式用于加快IO,譬如DMA、零拷贝技术等。...网络IO 服务端如何实现高并发、海量连接与网络IO的方式有着千丝万缕的联系,与磁盘IO不同的是,网络IO是从网卡拿数据,仅此而已 在讨论网络IO的方式之前,我们应该先对阻塞/非阻塞、同步/异步的概念有一个比较清晰的认识...,可以将网络IO分为阻塞IO和非阻塞IO 具体来说,用户态进程发起了读写请求,但是内核态数据还未准备就绪(磁盘、网卡还没准备好数据), 如果进程需要阻塞等待,直到内核数据准备好,才返回,则为阻塞IO;...如果内核立马返回,不会阻塞进程,则为非阻塞IO; 同步IO与异步IO 在一次IO中数据传输的两个步骤中,但凡有一处发生了阻塞,就被称为同步IO;如果两个步骤都不阻塞,则被称为异步IO。...AIO AIO是异步非阻塞IO,当进行读写的时候,进程只需要调用API的read或write方法,当IO结束,调用回调函数通知用户线程直接去取数据就好了,与NIO不同的是,AIO是把数据从内核拷贝到用户态也交给了系统线程去处理

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buffer io和direct io

使用了操作系统内核的页缓存,保护了磁盘 缓存 I/O 减少读盘的次数,提高了读取速度 总的来说,Buffer I/O为了提高读写效率和保护磁盘,使用了页缓存机制,不过由于页缓存处于内核空间,不能被应用程序(用户进程)直接寻址...Direct I/O 凡是通过直接 I/O 方式进行数据传输,数据均直接在用户地址空间的缓冲区和磁盘之间直接进行传输,中间少了页缓存的支持。...Java 中目前是没有直接支持 Direct I/O的,只支持Buffer I/O。...我们可以通过JNA 来实现其支持,linux通过将O_DIRECT标志传递给 open()系统调用来实现对Direct I/O 的支持,不过直接操作磁盘,所有写入内存块数量必须是文件系统块大小的倍数,而且要与内存页大小对齐...JNA 是 Java 中一种用来与本地共享库进行互操作的便捷方式,使用它可以直接调用操作系统本地库。 开源的Jaydio是一个实现了对Direct I/O支持的Java I/O库。

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理解一下5种IO模型、阻塞IO和非阻塞IO、同步IO和异步IO

LINUX中进程无法直接操作I/O设备,其必须通过系统调用请求kernel来协助完成I/O动作;内核会为每个I/O设备维护一个缓冲区。...对于一个输入操作来说,进程IO系统调用后,内核会先看缓冲区中有没有相应的缓存数据,没有的话再到设备中读取,因为设备IO一般速度较慢,需要等待;内核缓冲区有数据则直接复制到进程空间。...如果IO操作成功则进程直接获取到数据。...这个直接理解就好,进程(线程)IO调用会不会阻塞进程自己。所以这里两个概念是相对调用进程本身状态来讲的。...异步IO:用户进程发出IO调用,去获取IO设备数据,并不需要同步,内核直接复制到进程,整个过程不导致请求进程阻塞。

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同步 IO 和异步 IO

io 操作大致分为两种: 文件 io 网络 io io 操作分为两步 发起 io 请求 接收处理 io 同步 io 和异步 io 最大的区别就是同步 io 的发起方(用户线程)会阻塞或轮询等待 io 完成...同步 io 的特点 1、同步 io 是用户线程发起 io 请求并以阻塞或轮询的方式来等待 io 的完成 2、同步 ioio 的发起方,同时也是处理方 3、同步 io 是需要将内核态准备就绪的数据拷贝到用户态...,所以需要阻塞用户态程序并等待 io 完成 异步 io 的特点 1、异步 io 在用户线程发起 io 请求后会立即返回继续执行后续的逻辑流 2、异步 ioio 的发起方,但内核态才是处理方 3、异步...io 的处理方是内核态,所以不需要阻塞 阻塞 io: 用户线程发起 io 请求并阻塞用户线程释放 CPU 执行权,等待内核态的 io 处理完成。...总结以上几种 io 模型,除了最后一个是异步 io 模型,其它的 io 模型都是同步。

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初识IO | IO系列(一)

不过每次读写都需要CPU复制数据到内存,特点是处理的数据量小,而且,CPU每次都需要处理中断,比较浪费CPU资源,不过相对于询问方式,CPU和外围设备可以并行工作; DMA方式:由DMA直接复制内存与外设的数据传输...文件系统 在计算机中,数据存储的地方主要是内存和磁盘,从用户角度看,用户通过磁盘来存储数据,而用户直接使用的就是基于磁盘的文件系统,从系统角度来看,文件系统是操作系统为存储设备和用户之间提供的一个抽象接口...如果简单地以内核产生请求的次序直接将请求发给块设备的话,那么块设备性能肯定让人难以接受,因为磁盘寻址是整个计算机中最慢的操作之一。...//blog.csdn.net/qwe6112071/article/details/71822185 https://tech.meituan.com/2017/05/19/about-desk-io.html

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