[发明专利]基于持久性内存的用户层异步IO方法与系统

权利要求书

1.基于持久性内存的用户层异步IO方法，其特征在于，包括：

应用程序发起读I/O请求；

通过用户级ucontext纤程对所述读I/O请求进行第一处理后，将所述读I/O请求传入内核层进行第二处理；

由所述内核层对所述读I/O请求进行第三处理后，将所述读I/O请求发送至硬件层进行第四处理；

根据所述读I/O请求，通过所述硬件层的读操作获取文件数据；

其中，所述读I/O请求包括单个I/O请求或批量I/O请求；

所述应用程序发起读I/O请求，包括：

应用程序发起读I/O请求；

在用户层中计算所述读I/O请求的优先级，并为所述读I/O请求分配I/O请求结构体；

根据I/O请求表确定所述读I/O请求的插入位置以及所述读I/O请求的待分配纤程；

根据所述读I/O请求的优先级，将所述读I/O请求插入到所述I/O请求表中；

确定所述I/O请求表的待处理纤程；

所述通过用户级ucontext纤程对所述读I/O请求进行第一处理后，将所述读I/O请求传入内核层进行第二处理，包括：

通过用户级ucontext纤程对所述读I/O请求进行处理；

将所述I/O请求结构体从aiocb结构体转换为iov结构体；

在SQ提交队列中填充所述读I/O请求，并确定地址引用机制；

等待预设时长并确定完成所有I/O请求的接收后，通过IO_uring系统调用函数io_uring_enter将所述读I/O请求传入内核层进行处理；

所述由所述内核层对所述读I/O请求进行第三处理后，将所述读I/O请求发送至硬件层进行第四处理，包括：

所述IO_uring系统通过mmap函数设置环形缓冲区，所述内核层将所述SQ提交队列中的读I/O请求提交至硬件层；所述mmap函数用于实现用户层与内核层之间的数据共享。

2.根据权利要求1所述的基于持久性内存的用户层异步IO方法，其特征在于，所述根据所述读I/O请求，通过所述硬件层的读操作获取文件数据，包括：

所述硬件层通过读操作获取文件数据；

对所述文件数据进行内存拷贝后，将所述文件数据填充至CQ队列；

根据地址引用机制，将所述CQ队列中的返回数据刷新至aiocb结构体。

3.根据权利要求2所述的基于持久性内存的用户层异步IO方法，其特征在于，所述方法还包括配置API接口的步骤，其中所述API接口包括：

aio_read()，用于请求异步I/O读操作；

aio_write()，用于请求异步I/O写操作；

aio_error()，用于检查异步I/O请求的状态；

aio_return()，用于将获得完成的异步I/O请求的返回状态；

lio_listio()，用于发起一系列I/O操作；

所述aio_read()和aio_write()用于对单个I/O请求进行处理；

所述lio_listio()用于对批量I/O请求进行处理。

4.根据权利要求3所述的基于持久性内存的用户层异步IO方法，其特征在于，所述方法还包括组织I/O请求表的步骤，该步骤包括：

在用户层设置资源池，所述资源池用于供I/O请求使用；

从所述资源池中提取多个节点，并根据双向链表将所述多个节点组成I/O请求表；

计算每个I/O请求的优先级；

在所述I/O请求表中查询目标插入列，通过I/O请求的文件描述符来判断I/O请求是否被执行，对于未被执行的I/O请求，在所述I/O请求表中新建待处理列来处理所述文件描述符对应的I/O请求。