NVM存儲設(shè)備系統(tǒng)具備提供高吞吐的潛質(zhì),包括接近內(nèi)存的讀寫速度、字節(jié)尋址特性和支持多路轉(zhuǎn)發(fā)等優(yōu)勢。但現(xiàn)有的系統(tǒng)軟件棧并沒有針對NVM去設(shè)計,使得系統(tǒng)軟件棧存在許多影響系統(tǒng)訪問性能的因素。通過分析發(fā)現(xiàn)文件系統(tǒng)的鎖機制具有較大的開銷,這使得數(shù)據(jù)的并發(fā)訪問在多核心環(huán)境下成為一個難題。為了緩解這些問題,設(shè)計了無鎖的文件讀寫機制以及基于字節(jié)的讀寫接口。通過取消基于文件的鎖機制改變了粗粒度的訪問控制,利用自主管理請求提高了進程的并發(fā)度;在設(shè)計能夠利用字節(jié)尋址的新的文件訪問接口時,不僅考慮了NVM存儲設(shè)備的讀寫非對稱,還考慮了其讀寫操作的不同特性。這些設(shè)計減少了軟件棧的開銷,有利于發(fā)揮NVM特性來提供一個高并發(fā)、高吞吐和耐久的存儲系統(tǒng)。最后利用開源NVM模擬器PMEM實現(xiàn)了FPMRW原型系統(tǒng),使用Filebench通用測試工具對FPMRW進行測試與分析,結(jié)果顯示,FPMRW相對EXT+PMEM和XFS+PMEM能提高3%～40%的系統(tǒng)吞吐率。 

【文章來源】：計算機應用. 2020,40(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

FPMRW的結(jié)構(gòu)

通過對文件讀寫流程的分析發(fā)現(xiàn)，涉及到對文件級別的鎖會出現(xiàn)在ext4文件系統(tǒng)中讀寫函數(shù)的入口，因此將用于鎖定文件inode的互斥鎖去掉，這包含通用讀寫方法和采用dax的直接映射訪問，在進行寫操作的dax操作中，存在對讀進行鎖定的，也一并去掉。圖2展示了去鎖過程對文件系統(tǒng)寫調(diào)用堆的修改。在完成以上修改后，對設(shè)備的訪問不再使用塊接口，而是自主設(shè)計的讀寫接口pmem＿read、pmem＿write，同時在vfs中提供應用程序訪問的系統(tǒng)調(diào)用。

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