＠IT：全貌を現したLinuxカーネル2.6［第1章］（3/3） - AIO
ファイルI/Oの効率化 ■Multi page block I/O カーネル2.4は、ページキャッシュ層からブロックI/O層へリクエストを渡す際、複数ページから成るバッファをそのまま渡すことができず、いったんブロックサイズに分割したバッファをブロックI/O層で再びつなぎ合わせるという無駄な処理を行っていた。 カーネル2.6では、複数ページから成るバッファに対するI/Oを効率的に行うため、bioと呼ばれる構造体が新設された。これは従来のBuffer headに相当するものだが、ページの配列を持つようになっており、複数のページをまとめてブロックI/O層へ渡すことができる。また、これに合わせた各デバイスドライバの修正も行われた。これに伴い、Direct I/Oのコードもbioを使用するように大幅に書き直された。 カーネル2.6にも従来のBuffer headは残されているが、その処理はbioを使
バッファキャッシュとAIO（4） - O'Reilly Japan Community Blog
前回はPOSIX AIOとLinuxカーネルのAIOサポートについて解説しました。今回は、このAIOの使い勝手を良くするため、POSIX AIOインタフェース準拠のライブラリを作成しています。 LinuxネイティブAIOライブラリliblaioの試作 Linux AIOを使用する場合、現在では前述のlibaioの利用が第一候補になりますが、やや使い勝手が悪いため、本記事でPOSIX AIOインタフェース準拠のライブラリを試作してみます。Linux AIOではO_DIRECTが前提となるため、この点もやや使い勝手が悪いのですが、SSDなどメモリベースのファイルシステムもありますし、動作は非同期になりませんがio_submit(2)はO_DIRECTがなくとも使用可能ですから、まぁ試しにやってみましょう。 ライブラリ設計要点を挙げます。 Linux AIOにPOSIX AIOインタフェースをか
バッファキャッシュとAIO（3） - O'Reilly Japan Community Blog
前回までファイル I/O 全般について簡単に振り返りました。いよいよ本題のAIOに取り掛かります。今回は、POSIXのAIOインタフェースと、LinuxカーネルのAIOサポートについて紹介します。 POSIX AIO インタフェース バッファキャッシュにより緩和されるとはいえ、ファイル I/Oの最終到達地点はディスクですから、同期的なI/Oはやはりその時間が問題視されることがあります。まだバッファキャッシュに存在しないデータを読み取る場合には遅いディスク必ず待たなければなりません。この動作を非同期に行い、待っている間に他の処理を進められるようにするのが非同期 I/O、AIO（Asynchoronous I/O）です。POSIXではaio_read(3)、aio_write(3)、aio_suspend(3)、aio_fsync(3)、aio_return(3)、aio_cancel(3)、
バッファキャッシュとAIO（2） - O'Reilly Japan Community Blog
プロセスがブロックする要因の一つにファイルI/Oがあります。これを同期I/Oと言いますが、POSIXではAIO（非同期 I/O、Asynchronous I/O）も定義しており、I/O中でもプロセスがブロックせず他の処理を進められるようになります。 今回は、バッファキャッシュを意識したさまざまなファイルI/Oについて解説します。 メモリマップ I/O ファイルI/Oの一種にメモリマップI/O、mmap(2)があります。mmap(2)（およびmmap2(2)）はオープンされたファイルをプロセスアドレス空間へマッピングするもので、例えばアプリケーション内に領域を用意し、ファイルを読み取る動作は次のようにも実装できます。 3mmap.c 要約 { char a[N]; fd = open(path, O_RDONLY); read(fd, a, N) printf("%.*s\n", N, a)
バッファキャッシュとAIO（1）
プロセスがブロックする要因の一つにファイルI/Oがあります。これを同期I/Oと言いますが、POSIXではAIO（非同期 I/O、Asynchronous I/O）も定義しており、I/O中でもプロセスがブロックせず他の処理を進められるようになります。 本記事ではバッファキャッシュからファイル I/Oを解説し、Linuxのio_submit(2)を用いたPOSIX準拠のAIOライブラリを試作してみます。 ファイルI/Oとバッファキャッシュ io_submit(2)ではDirect I/Oを用いますが、ライブラリの試作へ進む前にまずファイルI/Oのバッファ（バッファキャッシュ）について整理します。実は単にバッファと言ってしまうと誤解される場面が多くあり、例えばプログラミング入門一般としてファイルI/Oを取り上げる際には、 CPUの動作は速い。ディスクの動作は遅い。 両者の間に速度差を緩和する緩衝
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