Io uring

io_uring (旧aioring) はストレージデバイスの非同期IO操作のためのLinuxカーネルのシステムコールインターフェースの一つであり、類似インターフェース（ファイル記述子を介してアクセスされるデータを操作する/や/のような関数によって提供されるもの）におけるパフォーマンス問題に対処したものとなっている。

このインターフェースの開発は進行中であり、主に Meta のジェンス・アクスボーが作業を行っている。

インターフェース
この io_uring は I/O リクエストの提出 (submission) と完了 (completion) それぞれを保存するために2つの「キューリング」と呼ばれるリングバッファを作成することによって機能する。ストレージデバイスの場合、これらキューは「提出キュー (SQ)」と「完了キュー (CQ)」と呼ばれている。これらのバッファをカーネルとアプリケーション間で共有し続けることは、両社の間でバッファをコピーするための余分で高価なシステムコールの発行を不要にし、I/Oパフォーマンスを向上させる。io_uringの設計書によれば、SQバッファは利用アプリケーションによってのみ書き込み可能であり、CQバッファはカーネルによってのみ書き込み可能となっている。

歴史
このカーネルインタフェースはLinuxカーネル バージョン5.1 で採用された。ライブラリはユーザースペースから簡単にカーネルインタフェースとやりとりするためのAPIを提供している。Linuxカーネルはバージョン2.5以降非同期IOをサポートしていたが、使用が難しくかつ非効率であると見られていた。この古いAPIは特定のニッチなユースケースのみをサポートしていた。

io_uringを使用したライブラリ 
 Seastar - C++によるthread-per-coreなサーバーアプリケーション向けフレームワーク。オープンソース。リアクターの実装にlinux-aio、epoll、io_uringの3つのバックエンドが存在する。ScyllaDBで使われている。
 glommio - Rustによるthread-per-coreプログラミング向けライブラリ。オープンソース。上記のSeastarに影響を受けて開発された。メイン、低レイテンシ用、NVMe IOのポーリング用の3つのリングを作るのが特徴となっている。
 Storage Performance Development Kit - Intelにより開発され、その後オープンソース化されたNVMe SSD向け開発キット。独自のNVMeブロックデバイスはio_uringよりも高速とされているが、io_uringをブロックデバイスとして使うこともできる。

出典

外部リンク 
 Efficient I/O with io_uring（io_uringの背後にある動機、インタフェース（データ構造など）、およびパフォーマンス評価についての詳細な説明）
  ソースリポジトリ
 Linuxカーネルリポジトリ内の  ソースディレクトリ

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