面向NVM存储系统的快速文件访问系统

发布时间：2021-10-10 01:15

　　NVM存储设备系统具备提供高吞吐的潜质,包括接近内存的读写速度、字节寻址特性和支持多路转发等优势。但现有的系统软件栈并没有针对NVM去设计,使得系统软件栈存在许多影响系统访问性能的因素。通过分析发现文件系统的锁机制具有较大的开销,这使得数据的并发访问在多核心环境下成为一个难题。为了缓解这些问题,设计了无锁的文件读写机制以及基于字节的读写接口。通过取消基于文件的锁机制改变了粗粒度的访问控制,利用自主管理请求提高了进程的并发度;在设计能够利用字节寻址的新的文件访问接口时,不仅考虑了NVM存储设备的读写非对称,还考虑了其读写操作的不同特性。这些设计减少了软件栈的开销,有利于发挥NVM特性来提供一个高并发、高吞吐和耐久的存储系统。最后利用开源NVM模拟器PMEM实现了FPMRW原型系统,使用Filebench通用测试工具对FPMRW进行测试与分析,结果显示,FPMRW相对EXT+PMEM和XFS+PMEM能提高3%～40%的系统吞吐率。 

【文章来源】：计算机应用. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

FPMRW的结构

通过对文件读写流程的分析发现，涉及到对文件级别的锁会出现在ext4文件系统中读写函数的入口，因此将用于锁定文件inode的互斥锁去掉，这包含通用读写方法和采用dax的直接映射访问，在进行写操作的dax操作中，存在对读进行锁定的，也一并去掉。图2展示了去锁过程对文件系统写调用堆的修改。在完成以上修改后，对设备的访问不再使用块接口，而是自主设计的读写接口pmem＿read、pmem＿write，同时在vfs中提供应用程序访问的系统调用。

使用Copyfiles负载的测试


本文编号：3427359