Linux NVMe 驱动程序介绍 (linux nvme driver)

NVMe（Non-Volatile Memory Express）是一种新型的存储设备接口协议，可以更好地实现FLASH芯片对电脑系统的通信。为了适应这种协议，各大操作系统都推出了相应的驱动程序。本文主要介绍Linux下的NVMe驱动程序的相关知识点。

一、NVMe介绍

NVMe是一种高效的芯片与机器之间通信的模型，它可以利用PCIe的高性能通信特性，达到更快地读写存储芯片的效果。NVMe设计时考虑到了计算机处理器的并行化，使得多个核处理器可以同时操作NVMe，提升了整体系统性能。

二、

Linux提供了NVMe驱动程序，作为一种设备接口，这个驱动程序可以支持各种存储介质，例如NVMe、SSD和HDD等等，因此它是Linux上的一款通用驱动程序。

1. Linux NVMe 驱动程序的架构

Linux NVMe驱动程序的架构主要分为以下几个部分：

●Block层驱动程序

该驱动程序提供了对块设备的磁盘访问。Linux文件系统可以通过这个驱动程序进行读写操作。

●NVMe核心层驱动程序

该驱动程序建立了Linux内核和用户NVMe设备之间的通信。该NVMe核心层驱动程序也包含了一些内核态的维护功能，例如设备重置和I/O的队列。

●NVMe和PCIe总线操作驱动程序

这个驱动程序是用来和PCIe总线通信的，并且当有NVMe设备插入电脑时，这个驱动程序也会响应并查找相应的设备。

2. Linux NVMe驱动程序的使用

在Linux中，用户可以通过以下两种方式使用NVMe驱动程序读写存储设备。

●使用块设备文件

当用户挂载介质设备后，Linux会为存储设备创建一个块设备文件，因此用户可以通过块设备文件来读写存储设备，只需要使用标准的文件I/O接口即可。

●使用特定的命令行工具

对于NVMe设备特有的命令行工具，例如NVMe命令行、NVMe-CLI和普通闪存工具等等，用户也可以通过这些命令行工具来操作NVMe设备，例如格式化NVMe设备、进行数据擦除和写入数据等等。

三、NVMe驱动程序的性能测试

为了测试NVMe驱动程序的性能，我们可以使用Linux内核自带的fio benchmark工具进行性能测试。

在测试中，我们可以使用NVMe的全双工I/O特性来进行基准测试。并且当我们测试数据读写操作的时候，速度长期维持在几百MB/s到几GB/s之间。

结语

本文主要针对Linux系统中的NVMe驱动程序进行了详细介绍，包括NVMe介绍、Linux NVMe驱动程序架构和使用、对NVMe驱动程序的性能测试等等，希望对需要使用这个驱动程序的用户有所帮助。同时也希望我们可以在未来更深入地了解NVMe协议，并更加准确地使用NVMe驱动程序来提升系统I/O性能。