基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法和系统技术方案

技术编号:21891628 阅读:56 留言:0更新日期:2019-08-17 14:24
本发明专利技术提出一种基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法,包括:获取文件操作指令,根据非易失主存文件系统的根目录,判断该非易失主存文件系统中是否包含该文件操作指令的操作文件,若是,则绕过该非易失主存文件系统的VFS层,直接在该非易失主存文件系统中根据元数据找到待操作的目标文件,对该目标文件执行该文件操作指令,否则根据传统文件系统方式,由VFS层执行该文件操作指令。本发明专利技术绕过VFS直接在物理文件系统中操作元数据,在物理文件系统中支持完整的元数据操作语义方法使得元数据操作直接在物理文件系统中执行,提升元数据操作的性能和扩展性并减少文件系统对DRAM空间的占用。

An Acceleration Method and System for File System Metadata Operation Based on Non-volatile Main Memory

【技术实现步骤摘要】
基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法和系统
本专利技术涉及计算机领域中基于非易失性主存的本地文件系统,并特别涉及一种基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法和系统。
技术介绍
新型非易失性主内存(又称持久化内存persistentmemory,简称PM)是一种非易失性存储器,存储密度高,能耗低,读性能接近于动态随机存取存储器(DynamicRandomAccessMemory,简称DRAM)且访问接口和DRAM相同。PM的特性使得它可以放在IO总线上当做存储设备使用。现有的非易失性存储器件主要有相变存储器(phasechangememory,简称PCM),可变电阻式随机存取存储器(ResistiveRandomAccessMemory,简称ReRAM),以及Intel公司提出的3D-Xpoint技术。现有的PM文件系统(ext4-dax,NOVA,PMFS,BPFS,SCMFS)移除了磁盘文件系统架构的数据缓存层,通用块层和I/O调度层,数据操作直接进入PM,降低文件操作时不必要的拷贝,如图2PM内核文件系统架构图所示。但是他们却保留了虚拟文件系统(VFS)层。VFS层缓存文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法,其特征在于,包括:步骤1、获取文件操作指令,根据非易失主存文件系统的根目录,判断该非易失主存文件系统中是否包含该文件操作指令的操作文件,若是,则执行步骤2,否则执行步骤3;步骤2、移除该非易失主存文件系统的VFS层,直接在该非易失主存文件系统中根据元数据找到待操作的目标文件,对该目标文件执行该文件操作指令;步骤3、根据传统文件系统方式,由VFS层执行该文件操作指令。

【技术特征摘要】
1.一种基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法,其特征在于,包括:步骤1、获取文件操作指令,根据非易失主存文件系统的根目录,判断该非易失主存文件系统中是否包含该文件操作指令的操作文件,若是,则执行步骤2,否则执行步骤3;步骤2、移除该非易失主存文件系统的VFS层,直接在该非易失主存文件系统中根据元数据找到待操作的目标文件,对该目标文件执行该文件操作指令;步骤3、根据传统文件系统方式,由VFS层执行该文件操作指令。2.如权利要求1所述的基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法,其特征在于,该步骤1包括:步骤11、为该非易失主存文件系统挂载的根目录中添加标志符,判断该操作文件所在的路径中是否存在一个目录具有该标示符,若是,则根据该非易失主存文件系统的元数据,判断该非易失主存文件系统中是否包含该文件操作指令的操作文件,否则由VFS层执行该文件操作指令。3.如权利要求2所述的基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法,其特征在于,该元数据包括目录项索引和索引节点,该非易失主存文件系统中该目录项索引具有直接指向该索引节点的指针。4.如权利要求3所述的基于非易失主存的文件系统元数据加速方法,其特征在于,该步骤1中通过查找该操作文件判断该非易失主存文件系统中是否包含该文件操作指令的操作文件,其中查找该操作文件包括:初次查找步骤:通过该非易失主存文件系统的目录的目录项索引找到操作文件的目录项,然后通过目录项中记录的索引节点号查找操作文件的索引节点,将操作文件的索引节点的地址记录在目录项索引中,最后返回操作文件的元数据;后续查找步骤:通过该非易失主存文件系统的目录的目录项索引直接找到操作文件的索引节点,最后返回操作文件的元数据。5.如权利要求1所述的基于非易失主存的文件系统元数据操作加速方法,其特征在于,在该非易失主存文件系统创建文件的步骤包括:初始化步骤,对新创建文件分配初始元数据,该初始元数据的空间被预分配到每个CPU;扩展目录项步骤,在该新创建文件的目录项中记录更新的父目录信息,得到扩展目录项;原子写步骤,将该扩展目录项的地址以原子写的方式写入日志结构中,后续文件访问时,通过该日志结构中的地址找到目录项,进而访问文件;父目录更新步骤,更新该新创建文件的父目录的修改时间和目录项索引。...

【专利技术属性】
技术研发人员:王盈蒋德钧熊劲
申请(专利权)人:中国科学院计算技术研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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