好的，让我们深入探讨Python中内存映射I/O (MMIO) 的底层实践。 引言：硬件交互的新视角 通常，我们通过操作系统提供的API与硬件设备进行交互。这些API抽象了底层细节，提供了一层安全和统一的接口。然而，在某些性能敏感或需要直接控制硬件的场景下，直接访问硬件寄存器成为一种必要手段。内存映射I/O (MMIO) 正是实现这种直接访问的一种技术。它将硬件设备的寄存器映射到内存地址空间，使得我们可以像读写普通内存一样来控制硬件设备。 什么是内存映射I/O (MMIO)? MMIO是一种I/O访问方式，它将设备寄存器映射到系统内存地址空间。当CPU访问这些特定的内存地址时，实际上是在与对应的硬件设备进行通信。 这与另一种I/O访问方式，端口I/O (PIO)，形成对比，PIO使用专门的I/O指令（如x86架构的in和out指令）来与设备进行通信。 优点: 简化访问: 像读写普通内存一样操作硬件，无需专门的I/O指令。 高效: 减少了CPU在用户空间和内核空间之间切换的开销，提高了效率。 DMA友好: 方便DMA (直接内存访问) 操作，DMA设备可以直接访问映射的内存区域。 缺点: …
PHP Fiber上下文切换的汇编级开销：寄存器保存与恢复对微观延迟的影响
好的，下面我将以讲座的形式，深入探讨PHP Fiber上下文切换的汇编级开销，重点关注寄存器保存与恢复对微观延迟的影响。 PHP Fiber上下文切换：理论与实践 大家好，今天我们来聊聊PHP Fiber，特别是它在汇编层面上下文切换的开销。Fiber是PHP 8.1引入的协程实现，它允许我们在用户空间进行并发编程，避免了传统线程的上下文切换开销。但是，Fiber的切换仍然存在开销，理解这些开销对于编写高性能的并发代码至关重要。 1. Fiber的本质：用户态协程 首先，我们需要明确Fiber的本质。Fiber是一种用户态协程，它运行在单个操作系统线程中。与操作系统线程相比，Fiber的切换由PHP引擎控制，而不是操作系统内核。这意味着Fiber切换不需要陷入内核态，从而避免了昂贵的系统调用开销。 2. Fiber上下文切换的核心：寄存器保存与恢复 Fiber上下文切换的核心在于保存和恢复CPU寄存器的状态。当一个Fiber暂停执行时，它的所有寄存器（例如，通用寄存器、指令指针寄存器、堆栈指针寄存器等）的值必须被保存到内存中。当这个Fiber恢复执行时，这些寄存器的值必须从内存中恢复。 …