类似kafka的文件存储机制
零拷贝是什么呢？操作系统层面的加速文件读写的操作机制，提升io性能
说实话这篇没说什么（嘘～～），几句话可以精简，欢迎大家来评论区总结😄
基础知识
晚上没有eat food，就先基础知识垫巴一口
话说CPU这么尊贵的东西不是任何人、任何事可以随便调动起来的，咱们操作系统为了能和CPU产生关系，可谓是废寝忘食、费尽心机，首先他先划分出内核态、用户态：划清界限 站好队才好下手，抹黑一把抓，往往费力不讨好
- 内核态：kernel mode/ring 0，这就是传说中No零的存在，拥有最尊贵的权限------出现就直接秒杀全场：对于cpu可以为所欲为：执行任何指令，对于内存地址如履平地想去哪就去那，任意访问所有的内存地址，直接和老大哥------硬件打交道(读写IO、控制中断控制器、管理页表)这也太厉害了吧🤩🤩🤩
- 用户态：user mode/ring 3，直接掉三档，只能执行一些无伤大雅的命令(非特权指令)，轻如鸿毛，此生见不到硬件大哥一面！关键的系统资源------闻都闻不着(物理内存、设备寄存器、中断向量表)，当然态生如此也是不容易🥺🥺，没有他们打地基也不会有上面的高楼平地起
磁盘、网卡、显卡等设备的寄存器映射到物理内存，就是说他们有内部通道可以串门唠嗑，但是这些物理地址没有给用户态开后门：堵死死的，用户态进程的虚拟地址中看不见，就是看见了也没有钥匙不能访问。
咱这也能理解，如果谁都能读写硬盘控制器，这万一谁来了给个格式化，直接over 辛辛苦苦全都白干；就算没这么过分，万一像小朋友一样 玩心重、玩一样随意关闭中断，这系统直接死锁，前面千万、几亿的订单，这也不是闹着玩呢；再说了如果能读取其他进程的内存，直接把人银行卡密码拿过来，这世界可就好玩了。所以咱们的应用程序是不能直接操作硬件的，是吧，需要内核空间进行操作转换；
- 操作系统通过系统调用system call提高标准化硬件访问接口：用户程序读文件------read------内核验证参数合法性、切换到内核态、操作磁盘驱动、返回结果；这样咱们用户也不需要关系底层硬件细节，避免了重复实现驱动逻辑，咱也不会需要学需要long long time是不是
- 用户进程运行在独立虚拟地址空间，内核管理者来协调cpu、内存、io资源分配，这样才能不偏心，站在全局者角度，尽可能根据用户进程的需要分配，每个进程也是互不影响，专心当牛马
如果用户程序需要访问硬件、系统资源，有三种上访通道：通过
1、软件中断(int 0x80)
2、快速系统调用指令x86-64syscall/sysret
3、陷入trap机制：cpu自动保存上下文，跳转到内核预设的入口此时cpu切换到内核态，内核执行对应服务例程sys_read等，验证参数、执行操作、返回结果，切回用户态，恢复用户程序执行，当然这个过程很复杂，这里就不说了（隐约可以感觉到cpu在暗渡船仓hh，大概这个意思，所以有大量读写的时候cpu的占用率特别高，就容易卡）
大家也能感受到上面的流程太繁琐，比较慢，所以聪明的人类想出来例外的情况，让用户态"间接"高效访问硬件？不过下面都依赖内核的明确授权，并非"绕过"内核
- 内存映射io：mmap 显卡帧缓冲区、DPDK 网卡驱动，通过内核授权将设备内存映射到用户空间（但仍需内核初始化和权限检查）
- UIO（Userspace I/O） 或 VFIO：Linux 中允许用户态驱动在严格限制下访问硬件
- eBPF：在内核沙箱中运行用户提供的代码，用于网络、追踪等场景
| 概念 | 说明 |
|---|---|
| 用户态 | 应用程序运行的受限环境，不能执行特权指令，不能直接访问硬件 |
| 内核态 | 操作系统核心运行的高权限环境，可完全控制硬件和系统资源 |
| 切换机制 | 通过系统调用、中断、异常等触发，由 CPU 硬件支持 |
| 设计目的 | 安全、稳定、隔离、抽象、资源管理 |
| "无法直接操作硬件" | 指不能执行特权指令、不能访问受保护的物理地址或设备寄存器 |
当然这上面漏掉了DMA，之前也提到过，不详细，今天再来写一下
DMA：direct memory access直接内存访问
没有dma这个宝贝之前，数据传输的流程比较那个什么：
cpu请求读取设备------设备准备好一个字节/字------cpu通过i/o逐个读取数据，写入内存------重复
cpu被大量io占用，没有办法做其他事情，用户态内核态来回切换，系统性能严重受限
所以dma就是来解决这一问题：让专门的控制器来搬运数据，cpu只需要说自己需要什么，关注收到了什么。
那么让咱们看看接下来事情是否变得有趣：
- 应用程序读取***
- 内核驱动配置dma控制器：源地址(设备寄存器/缓冲区) 目标地址(内存中缓冲区)传输多少字节，传输方向（内存-设备，设备-内存）
- 启动DMa传输：设备和dma开始干活啦
- dma控制器接管总线：从设备读取数据，写入内存指定位置，一点不需要cpu关心
- 传完，dma控制器触发中断，cpu接收到通知应用程序数据已经ok了，下来米西吧
反推咱们dma的特点：
dma能做这么些重要的操作，能肯定不能是外人指示的，那得是内核驱动程序挑起来的
毕竟需要物理内存地址：多么珍稀和宝贵的财富；那用户态哪有这么金贵的东西，都是些虚拟骗自己玩的东西
还需要配置硬件寄存器，那要不怎么从设备中读取数据呢，是不是；这个就需要后台足够硬，得是特权才能有这种权利
而且得锁住内存吧，那正哐次哐次干活正带劲呢，内存乱了，这谁能有心情干活，毕竟不是人人能当牛做马
所以综上dma很重要，很重要，很重要
太多了写不完，就这打住 重新开一篇吧，新的一篇也能有点流 哈哈开玩笑，主要是太长了就是老太太洗脚布了，毕竟是三脚猫的功夫，撑不起来什么长的篇幅