c - 从磁盘读取文件期间使用中断

Question

假设磁盘上保存了一个大文件，并且我想对文件中包含的每个数据 block 运行计算。

我为此编写的 C/C++ 代码将加载文件的一部分，然后进行处理，然后加载下一部分，然后进行下一部分的处理，依此类推。

但是，如果我有兴趣在尽可能短的时间内完成此操作，我实际上可以执行以下操作:首先，告诉 DMA Controller 加载文件的第一部分。当加载该部分时，告诉 DMA Controller 加载第二部分(在内存的其他部分)，然后立即开始处理第一部分。

如果我在处理第一部分期间收到来自 DMA 的中断，我会完成第一部分，然后告诉 DMA 用文件的第三部分覆盖它；然后我处理第二部分。

如果在处理第一部分期间没有收到 DMA 的中断，我会完成第一部分并等待 DMA 的中断。

根据与磁盘读取相关的处理时间，这应该是两倍的速度。当然，在现实中，人们必须进行衡量。但这不是我要问的问题。

问题是:是否可以使用一些非标准扩展在 C 中执行 a) 或在汇编中执行 b)？或者操作系统一般不允许这样的事情吗？这个问题主要是在单线程上下文中提出的，尽管我也有兴趣知道如何使用两个线程来完成它。另外，我对具体代码感兴趣；这更多的是一个理论问题。

Answer 1

你是对的，默认情况下你不会受益于此，因为阻塞读取会阻止你的线程进行任何处理。 Hans 是对的，现代操作系统已经处理了 DMA 和中断完成例程的所有小细节。

您需要使用您所描述的架构，在使用数据之前发出请求。发出异步 I/O 请求(在 Windows 上，这些请求称为 OVERLAPPED )。然后流程将完全按照您的设想进行，但 DMA 和中断是在驱动程序中处理的。

在 Windows 上，请查看 FILE_FLAG_OVERLAPPED (至CreateFile)和ReadFile (如果您喜欢事件)或 ReadFileEx (如果你喜欢回调)。如果您不必按任何特定顺序处理数据，则可以向组合中添加一个完成端口，它将完成响应排队。

在 Linux、OSX 和许多其他类 Unix 操作系统上，请查看 aio_read 。或fadvise 。或者使用mmap与 madvise .

您甚至无需编写 native 代码即可获得这些好处。 .NET 最近添加了 ReadAsync其 FileStream 的方法，可以与 Task 形式的连续传递样式一起使用对象，带有 async/await C# 编译器中的语法糖。