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研究论文

网络控制器的页面错误支持

出版:2017年4月4日出版历史

摘要

直接网络I/O允许网络控制器(NIC)公开其自身的多个实例,供不受信任的软件使用,而无需可信的中介。因此,直接I/O将研究人员从遗留软件中解放出来,推动了在多租户设置中进行创新的研究。然而,这些研究完全忽视了一个严重的问题:NIC的直接内存访问(DMA)不允许出现页面错误,迫使系统要么将整个地址空间固定到物理内存,从而阻碍内存利用率,要么使用API在DMAe之前/之后固定/取消固定内存缓冲区,这使编程模型复杂化并妨碍性能。

我们通过为InfiniBand和以太网NIC设计和实现页面错误支持来解决这个问题。我们解决的一个主要挑战(NIC独有)是处理触发页面错误的接收DMA,使NIC没有内存来存储传入数据。我们证明了我们的解决方案提供了与“常规”虚拟内存相关的所有好处,特别是(1)一个更简单的编程模型,使用户无需固定,以及(2)能够使用所有规范化内存优化,例如内存超量使用和基于实际使用的请求传递。结果,我们表明基准测试性能提高了1.9倍。

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