深入理解SPDK读写数据的过程，从应用到NVMe驱动

最新推荐文章于 2024-10-09 09:33:07 发布

数据存储张

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分类专栏：存储技术从入门到精通文章标签：服务器 NVMe SPDK 存储技术数据存储

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本文深入探讨SPDK NVMe驱动的数据读写过程，重点介绍spdk_nvme_ns_cmd_read/write API，阐述NVMe协议读数据的流程，包括命令提交、队列对交互、命名空间定位以及回调函数机制。同时，概述了写数据API的实现和读数据API的相似性，展示了NVMe命令如何通过PCIe transport提交并跟踪。

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前文我们从使用层面介绍了基于SPDK读写数据的过程，本文将继续深入从NVMe驱动的实现层面介绍一下数据读写的相关内容。在SPDK的NVMe驱动中，两个基本的读写API分别是spdk_nvme_ns_cmd_read和spdk_nvme_ns_cmd_write。这两个API提供基于缓冲区的数据读写，也就是数据是在一段连续的内存缓冲区中。

除了上述基本的API外，SPDK还有一些扩展功能的API，以写数据的API为例，比如支持SGL的spdk_nvme_ns_cmd_writev，以及spdk_nvme_ns_cmd_writev_with_md和spdk_nvme_ns_cmd_writev_ext等函数。本文以基本API spdk_nvme_ns_cmd_read/write为例进行介绍，其他API大同小异，本文不再赘述。

在介绍函数具体实现之前，我们先了解一下NVMe协议读数据的流程，具体如下图所示。在读数据时，NVMe命令会被写入提交队列（1），然后通过门铃通知NVMe控制器命令就绪（2）。NVMe控制器接到就绪通知后会从提交队列读取命令（3），然后进行命令的处理工作（4），具体包括将数据从控制器拷贝到主机内存等。处理完成后通过完成队列通知主机，本文暂时只介绍前半部分。