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PCIe NVMe存储系统开发实战

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · NVMe存储系统在数据中心和企业级应…
课程导入学习目标
02
PCIe基础
PCIe总线架构 · 分层协议（事务层 · 数据链路层
PCIe总线架构
03
NVMe协议概述
NVMe规范演进 · 与AHCI/SATA的对比 · NVMe队列模型（SQ/CQ）与命令…
NVMe协议概述
04
NVMe命名空间与寻址
命名空间概念 · LBA格式 · 逻辑块大小
NVMe命名空间
05
NVMe命令集详解
管理命令（Identify · Set Features等）与I/O…
NVMe命令集详解
06
NVMe队列管理
队列创建/删除 · 队列深度配置 · 中断合并与仲裁机制（RR/WRR/D…
NVMe队列管理
07
PCIe枚举与设备配置
通过Linux PCI子系统枚举NV… · 读取BAR · 配置MSI/MSI-X中断
PCIe枚举
08
NVMe驱动架构
Linux内核NVMe驱动框架（nv… · nvme-pci） · 数据结构与关键函数流程
NVMe驱动架构
09
NVMe初始化流程
从设备探测 · 控制器初始化 · 命名空间扫描到块设备注册的完整代码路…
NVMe初始化流程
10
NVMe I/O路径
提交命令到SQ · 门铃写入 · CQ轮询/中断处理
NVMeI/O
11
DMA与数据缓冲
PRP与SGL原理 · DMA映射 · IOMMU/IOVA
DMA数据缓冲
12
中断处理优化
MSI-X配置 · 中断亲和性 · 多队列负载均衡
断处理优化MSI-X
13
NVMe性能调优
队列深度与并发 · IO大小对齐 · 轮询模式（Polling）与中断模式…
NVMe性能调优
14
NVMe多队列与NUMA感知
多核扩展 · CPU与队列绑定 · NUMA节点感知的内存分配与中断路由
NVMeNUMA
15
NVMe电源管理
APST（自主电源状态转换） · 非操作电源状态 · 延迟容忍与性能权衡
NVMe电源管理
16
NVMe错误处理与恢复
错误日志 · AER（高级错误报告） · 控制器重置
NVMe错误处理
17
NVMe固件更新
固件槽位管理 · 下载与激活流程 · 安全更新与回滚策略
NVMe固件更新
18
NVMe安全与加密
TCG Opal · SED自加密盘 · NVMe加密命令
NVMe安全
19
NVMe虚拟化
SR-IOV · VF分配 · NVMe over Fabrics（…
NVMe虚拟化
20
NVMe-oF实现
NVMe over TCP/RDMA… · 子系统与控制器映射 · I/O转发路径
NVMe-oF实现
21
NVMe用户态编程
SPDK（存储性能开发套件）架构 · 用户态驱动 · 轮询模式与零拷贝
NVMe用户态编程
22
NVMe性能测试方法
fio · nvme-cli · perf工具使用
NVMe性能测试方法
23
NVMe故障排查实战
常见问题（设备不识别 · 性能下降 · IO错误）的定位与解决
NVMe故障排查实战
24
案例实战
从零编写一个简单的NVMe用户态驱动…
案例实战NVMe
25
案例实战
在Linux内核中修改NVMe驱动添…
案例实战Linux
26
案例实战
搭建NVMe-oF环境并实现远程块设…
案例实战NVMe-oF
27
案例实战
NVMe多队列优化在MySQL/数据…
案例实战NVMe
28
综合项目
设计并实现一个基于NVMe的高性能日…
综合项目NVMe
29
前沿趋势
PCIe 5.0/6.0 · CXL · ZNS（分区命名空间）
前沿趋势PCIe
30
课程总结
核心知识回顾 · 常见误区 · 学习路径建议与进阶资源推荐
课程总结核心知识回顾