前一段时间研究了大规模日志流高吞吐并行存储,通过深入研究Kafka的底层存储机制。我们发现Kafka的Zero-Copy零拷贝技术采用的是Java底层FileTransferTo方法,后期我们尝试了对TransferTo性能及其并行性能进行测试。以及后面在Kafka上面实现了并行TransferTo方法,并应有到了Apache Kafka系统中。
👋 你好,我是 Lorin 洛林,一位 Java 后端技术开发者!座右铭:Technology has the power to make the world a better place.
这是向MIPS架构移植软件的问题系列之第二篇。上一篇《MIPS架构深入理解8-向MIPS架构移植软件之大小端问题》中,我们讨论了大小端对于移植代码的影响。那么本文,我们再从Cache理解一下对于移植代码的影响,尤指底层代码或操作系统代码。
There are only two hard things in Computer Science: cache invalidation and naming things.
在学习嵌入式的路上,我们可能会接触到这两个比较典型的MCU。其中最大的区别就是S3C2440能跑linux操作系统,常常作为学习嵌入式linux的硬件平台。可能大家会问既然S3C2440能跑linux操作系统,似乎比stm32厉害多了,为什么不直接去学习S3C2440呢? 下面我就大概解释一下大家遇到的困惑:
上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ① ( 分区伙伴分配器源码数据结构 | free_area 空闲区域数组 | MAX_ORDER 宏定义 | 空闲区域的页最大阶数 ) 中 ,
" 内存区域 " 的类型 在 Linux 内核中使用 enum zone_type 枚举类型进行描述 , zone_type 枚举定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\include\linux\mmzone.h#293 位置 ;
最近十几年,整个芯片产业都感觉到了摩尔定律的放缓,甚至失效。根据A Domain-Specific Architecture for Deep Neural Networks,以后CPU每年的性能只能进步3%左右。要改进系统性能,只能定制架构(Domain-Specific Architecture)和芯片。
DMA(Direct Memory Access) 即直接存储器访问, DMA 传输方式无需 CPU 直接控制传输,通过硬件为 RAM 、I/O 设备开辟一条直接传送数据的通路,能使 CPU 的效率大
我们知道外设访问内存需要通过DMA进行数据搬移,关于cpu, cache, device, dma, memory的关系可以通过下图说明:
DMA应该多多少少知道点吧。DMA(Direct Memory Access)是指在外接可以不用CPU干预,直接把数据传输到内存的技术。这个过程中可以把CPU解放出来,可以很好的提升系统性能。那么DMA和Cache有什么关系呢?这也需要我们关注?
互联网、Linux内核书籍上充满了各种关于Linux DMA ZONE和dma_alloc_coherent、dma_map_single等的各种讲解,由于很多童鞋缺乏自身独立的思考,人云亦云,对这些概念形成了很多错误的理解。本文的目的在于彻底澄清这些误解。
相信不少的网友,在很多的博客文章里面,已经见到过零拷贝这个词,会不禁的发出一些疑问,什么是零拷贝?
Linux系统中一切皆文件,仔细想一下Linux系统的很多活动无外乎读操作和写操作,零拷贝就是为了提高读写性能而出现的。
DMA 是一种硬件机制,它允许外围组件将其 I/O 数据直接传输到主内存或从主内存传输数据,而无需系统处理器参与传输。使用这种机制可以极大地增加进出设备的吞吐量,因为大量的计算开销被消除了。
前两周有人询问DMA下的cache操作和dma-coherent。以前零碎看过代码。临时找,还没有找到。
像大白这种调包侠,深知不懂底层技术点就如同空中楼阁,再这样下去面阿里p10是没希望了。
尽管vmalloc函数族可用于从高端内存域向内核映射页帧(这些在内核空间中通常是无法直接看到的), 但这并不是这些函数的实际用途.
RIFFA 是一种开源通信架构,它允许通过 PCIe 在用户的 FPGA IP 内核和 CPU 的主存储器之间实时交换数据。为了建立其逻辑通道,RIFFA 在 CPU 端拥有一系列软件库,在 FPGA 端拥有 IP 核。本文主要针对其中的DMA性能(Scatter-Gather DMA)进行测试。
从3月8号收到板子,到今天算起来,uFUN到手也有两周的时间了,最近利用下班后的时间,做了个心率计,从单片机程序到上位机开发,到现在为止完成的差不多了,实现很简单,uFUN开发板外加一个PulseSensor传感器就行,又开发了配套的串口上位机,实现数据的解析和显示,运行界面如下:
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的,CPU拿到内存后就可以向其它人(kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等)提供服务,主要包括: 以虚拟地址(VA)的形式,为应用程序提供远大于物理内存的虚拟地址空间(Virtual Address Space) 每个进程都有独立的虚拟地址空间,不会相互影响,进而可提供非常好的内存保护(memory protection) 提供内存映射(Memory Mapping)机制,以便把物理内存、I/O空间、Kernel Image、文件等对象映射到相应进
上一节内容的学习我们知道了CPU是如何访问内存的,CPU拿到内存后就可以向其它人(kernel的其它模块、内核线程、用户空间进程、等等)提供服务,主要包括:
Flink的内存管理是基于JVM内存模型的,所以,在内存调优或者解决各种OOM等问题时JVM内存管理是绕不开的话题。本文以Direct Memory为切入点,探索堆外内存、直接内存、以及他们在Java NIO源码中如何体现的。最后,简单介绍Java NIO的零拷贝在Kafka和Netty中的应用。
大部分项目设计需要一个稳定的Linux版本,但是又需要修复内核漏洞。这种情况下,跟随LTS版本升级,是最好的办法。 很多项目也需要改善Linux的实时特性。可以使用Linux Realtime patch实现。
有时我们需要在 Linux 内核中预留一部分内存空间用作特殊用途(给安全模块使用,给其它处理器使用,或是给特定的驱动程序使用等),在 Device Tree 中有提供两种方法对预留内存进行配置:memreserve 和 reserved-memory。
"USB 接口"是逻辑上的 USB 设备,编写的 usb_driver 驱动程序,支持的是"USB 接口":
早期的共享内存,着重于强调把同一片内存,map到多个进程的虚拟地址空间(在相应进程找到一个VMA区域),以便于CPU可以在各个进程访问到这片内存。
博客地址 : http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/40299813
Vivado 2024.1, Vitis Classic 2024.1, Avnet UltraZed Board. AMD R2544 Board, Ubuntu 20.04
在内核初始化完成之后, 内存管理的责任就由伙伴系统来承担. 伙伴系统基于一种相对简单然而令人吃惊的强大算法.
MPSoC是带ARM处理器和FPGA(PL)的SoC,包含4核A53及其常用外部模块(PS)。A53(PS)使用Arm GIC-400,属于GICv2架构。如果想了解GIC-400的具体细节,请参考文档APU GIC: CoreLink GIC-400 Generic Interrupt Controller, DDI 0471B, r0p1。
上一篇推文《百万并发「零拷贝」技术系列之初探门径》中的示例告诉我们:传统的I/O操作读取文件并通过Socket发送,需要经过4次上下文切换、2次CPU数据拷贝和2次DMA控制器数据拷贝,如下图
注意事项:除了 Direct I/O,与磁盘相关的文件读写操作都有使用到 page cache 技术。
零拷贝是老生常谈的问题啦,大厂非常喜欢问。比如Kafka为什么快,RocketMQ为什么快等,都涉及到零拷贝知识点。最近技术讨论群几个伙伴分享了阿里、虾皮的面试真题,也都涉及到零拷贝。因此本文将跟大家一起来学习零拷贝原理。
VFIO(Versatile Framework for userspace I/O) : 用户空间 I/O 的多功能框架
零拷贝作用 : 在网络编程中 , 如果要进行性能优化 , 肯定要涉及到零拷贝 , 使用零拷贝能极大的提升数据传输性能 ;
嵌入式Linux系统中,Linux直接管理所有CPU。默认情况下,系统的目标是提高吞吐率,而不是实时性。为了保证实时性,可以根据应用场景,对CPU实行更加精确的控制。常见的办法有,进程CPU隔离、CPU亲和、中断CPU亲和、进程优先级。
我们看到,通过 DMA 芯片进行的硬盘读写过程需要进行四次特权级切换和四次拷贝操作。
Leo Hou,目前就职于IC行业某硬件数据加速独角兽企业,从事虚拟化方向,聚焦于基于QEMU/KVM的IO虚拟化和系统虚拟化,主要负责虚拟化相关方案和团队建设。
本文介绍了如何通过Linux内核模块编程,实现USB设备驱动,特别是针对键盘、鼠标等输入设备的驱动开发。通过分析具体的实现过程,作者让读者了解如何通过Linux内核模块编程,实现USB设备驱动,特别是针对键盘、鼠标等输入设备的驱动开发。
零拷贝技术指在计算机执行操作时,CPU不需要先将数据从一个内存区域复制到另一个内存区域,从而可以减少上下文切换以及CPU的拷贝时间。它的作用是在数据报从网络设备到用户程序空间传递的过程中,减少数据拷贝次数,减少系统调用,实现CPU的零参与,彻底消除CPU的负载。
引言 传统的 Linux 操作系统的标准 I/O 接口是基于数据拷贝操作的,即 I/O 操作会导致数据在操作系统内核地址空间的缓冲区和应用程序地址空间定义的缓冲区之间进行传输。这样做最大的好处是可以减少磁盘 I/O 的操作,因为如果所请求的数据已经存放在操作系统的高速缓冲存储器中,那么就不需要再进行实际的物理磁盘 I/O 操作。但是数据传输过程中的数据拷贝操作却导致了极大的 CPU 开销,限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力。 零拷贝( zero-copy )技术可以有效地改善数据传输的性能,在内核驱动程序(比如网络堆栈或者磁盘存储驱动程序)处理 I/O 数据的时候,零拷贝技术可以在某种程度上减少甚至完全避免不必要 CPU 数据拷贝操作。
我们接着看linux初始化内存的下半部分,等内存初始化后就可以进入真正的内存管理了,初始化我总结了一下,大体分为三步:
创建项目文件夹 makdir wujian100_open 进入文件夹 cd wujian100_open
大白话解释,零拷贝就是没有把数据从一个存储区域拷贝到另一个存储区域。但是没有数据的复制,怎么可能实现数据的传输呢?其实我们在java NIO、netty、kafka遇到的零拷贝,并不是不复制数据,而是减少不必要的数据拷贝次数,从而提升代码性能
零拷贝(Zero-copy)是指计算机执行操作时,CPU不需要先将数据从某处内存复制到另一个特定区域。这种技术通常用于通过网络传输文件时节省CPU周期和内存带宽。
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