Linux 内核 splice() 是零拷贝吗？

Question

我知道 splice() 是为零拷贝而设计的，并使用 Linux 内核管道缓冲区来实现这一点。例如，如果我想将数据从一个文件描述符（fp1）复制到另一个文件描述符（fp2），则不需要从“内核空间->用户空间->内核空间”复制数据。相反，它只是在内核空间中复制数据，流程将类似于“fp1 -> pipe_read -> pipe_write -> fp2”。 我的问题是剂量内核需要在“fp1 -> pipe_read”和“pipe_write -> fp2”之间复制数据？

维基百科说：

Ideally, splice and vmsplice work by remapping pages and do not actually copy any data,    
which may improve I/O performance. As linear addresses do not necessarily correspond to
contiguous physical addresses, this may not be possible in all cases and on all hardware 
combinations.

我已经为我的问题追踪了kernel source(3.12)，我发现“fp1->write_pipe”之间的流程，最后它会在fs/splice.c中调用kernel_readv()，然后调用“do_readv_writev()”，最后称为“aio_write()”

558 static ssize_t kernel_readv(struct file *file, const struct iovec *vec,
559                 unsigned long vlen, loff_t offset)
//*vec would point to struct page which belong to pipe

“read_pipe -> fp2”之间的流程最后会调用“__kernel_write()”，然后调用“fp2->f_op->write()”

430 ssize_t __kernel_write(struct file *file, const char *buf, size_t count, loff_t *pos)
//*buf is the pipe buffer

而且我认为“aio_write()”和“file->f_op_write()”都会执行真正的数据复制，那么 splice() 真的执行零复制吗？

Answer 1

据我了解 splice()，它将读取 fd1 的页面，而 MMU 将映射这些页面。映射创建的引用将被放入管道并交给 fd2。 只要每个参与者都有可用的 DMA，就不应在此过程中复制真实数据。 如果没有可用的 DMA，则需要复制数据。

Answer 2

splice 最有可能是零拷贝工作（对此没有硬性保证，但几乎可以肯定，对于任何合理的最新硬件，它都可以以这种方式工作）。严格遵循文档，您需要使用 SPLICE_F_MOVE 调用它，因此不会制作实际的副本，但我不明白只要有 DMA 支持，它需要如何制作任何一种方式（这是一个相当公平的假设)。

同样不一定涉及vmsplice，因为它（或连续的splice）仅在提供SPLICE_F_GIFT标志时才适用于零拷贝（在这种情况下，我可以看到否则它是如何工作的，因为“源描述符”是主内存）但是这个标志在某些情况下被破坏并且在其他 Linux 版本中不受支持，并且在顶部记录得很糟糕。
例如，不清楚之后如何处理内存。文档曾经说过，你以后不能再触碰天赋记忆，这在最近被稍微改写了，但它并没有减少歧义。目前尚不清楚内存区域将变成什么。按照文档，您将不得不泄漏内存。似乎没有通知机制告诉您何时可以安全地释放内存或重用它。

aio_write 是异步 I/O 的用户态 (Glibc) 实现，它使用线程和 write 系统调用。这通常会执行至少一次从用户空间到内核空间的复制。