Programming Persistent Memory a Comprehensive Guide for Developers — Steve Scargall Programming Persistent Memory a Comprehensive Guide for Developers

Programming Persistent Memory a Comprehensive Guide for Developers — Steve Scargall Programming Persistent Memory a Comprehensive Guide for Developers

Programming Persistent Memory A Comprehensive Guide for Developers — Steve Scargall Programming Persistent Memory A Comprehensive Guide for Developers Steve Scargall Programming Persistent Memory: A Comprehensive Guide for Developers Steve Scargall Santa Clara, CA, USA ISBN-13 (pbk): 978-1-4842-4931-4 ISBN-13 (electronic): 978-1-4842-4932-1 https://doi.org/10.1007/978-1-4842-4932-1 Copyright © 2020 by Intel This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed. Open Access This book is licensed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons license and indicate if changes were made. The images or other third party material in this book are included in the book’s Creative Commons license, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the book’s Creative Commons license and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder. Trademarked names, logos, and images may appear in this book. Rather than use a trademark symbol with every occurrence of a trademarked name, logo, or image we use the names, logos, and images only in an editorial fashion and to the benefit of the trademark owner, with no intention of infringement of the trademark. The use in this publication of trade names, trademarks, service marks, and similar terms, even if they are not identified as such, is not to be taken as an expression of opinion as to whether or not they are subject to proprietary rights. While the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication, neither the authors nor the editors nor the publisher can accept any legal responsibility for any errors or omissions that may be made. The publisher makes no warranty, express or implied, with respect to the material contained herein. Managing Director, Apress Media LLC: Welmoed Spahr Acquisitions Editor: Susan McDermott Development Editor: Laura Berendson Coordinating Editor: Jessica Vakili Distributed to the book trade worldwide by Springer Science+Business Media New York, 233 Spring Street, 6th Floor, New York, NY 10013. Phone 1-800-SPRINGER, fax (201) 348-4505, e-mail [email protected], or visit www.springeronline.com. Apress Media, LLC is a California LLC and the sole member (owner) is Springer Science + Business Media Finance Inc (SSBM Finance Inc). SSBM Finance Inc is a Delaware corporation. For information on translations, please e-mail [email protected], or visit http://www.apress.com/ rights-permissions. Apress titles may be purchased in bulk for academic, corporate, or promotional use. eBook versions and licenses are also available for most titles. For more information, reference our Print and eBook Bulk Sales web page at http://www.apress.com/bulk-sales. Any source code or other supplementary material referenced by the author in this book is available to readers on GitHub via the book's product page, located at www.apress.com/978-1-4842-4931-4. For more detailed information, please visit http://www.apress.com/source-code. Printed on acid-free paper Table of Contents About the Author ................................................................................................... xiii About the Technical Reviewer .................................................................................xv About the Contributors ..........................................................................................xvii Acknowledgments ..................................................................................................xxi Preface .................................................................................................................xxiii Chapter 1: Introduction to Persistent Memory Programming .................................. 1 A High-Level Example Program ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 2 What’s Different? ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 5 The Performance Difference ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 6 Program Complexity ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 7 How Does libpmemkv Work? ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 8 What’s Next? ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 9 Summary �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 9 Chapter 2: Persistent Memory Architecture ........................................................... 11 Persistent Memory Characteristics ��������������������������������������������������������������������������������������������� 12 Platform Support for Persistent Memory ������������������������������������������������������������������������������������ 13 Cache Hierarchy �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 14 Power-Fail Protected Domains ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 16 The Need for Flushing, Ordering, and Fencing ���������������������������������������������������������������������������� 19 Data Visibility ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 23 Intel Machine Instructions for Persistent Memory ���������������������������������������������������������������������� 24 Detecting Platform Capabilities �������������������������������������������������������������������������������������������������� 25 iii TABLE OF CONtENtS Application Startup and Recovery ����������������������������������������������������������������������������������������������� 27 What’s Next? ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 29 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 29 Chapter 3: Operating System Support for Persistent Memory ............................... 31 Operating System Support for Memory and Storage ������������������������������������������������������������������ 31 Persistent Memory As Block Storage ������������������������������������������������������������������������������������������ 33 Persistent Memory-Aware File Systems ������������������������������������������������������������������������������������� 34 Memory-Mapped Files ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 35 Persistent Memory Direct Access (DAX) ������������������������������������������������������������������������������������� 43 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 53 Chapter 4: Fundamental Concepts of Persistent Memory Programming ............... 55 What’s Different? ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 55 Atomic Updates ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 56 Transactions �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 57 Atomicity ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 57 Consistency ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 58 Isolation ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 58 Durability ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 58 Flushing Is Not Transactional ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 59 Start-Time Responsibilities ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� 59 Tuning for Hardware Configurations ������������������������������������������������������������������������������������������� 60 Summary ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

View Full Text

Details

  • File Type
    pdf
  • Upload Time
    -
  • Content Languages
    English
  • Upload User
    Anonymous/Not logged-in
  • File Pages
    457 Page
  • File Size
    -

Download

Channel Download Status
Express Download Enable

Copyright

We respect the copyrights and intellectual property rights of all users. All uploaded documents are either original works of the uploader or authorized works of the rightful owners.

  • Not to be reproduced or distributed without explicit permission.
  • Not used for commercial purposes outside of approved use cases.
  • Not used to infringe on the rights of the original creators.
  • If you believe any content infringes your copyright, please contact us immediately.

Support

For help with questions, suggestions, or problems, please contact us