持久化内存文件系统数据组织方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种持久化内存文件系统数据组织方法、系统及存储介质，所述方法包括：当接收到文件数据操作指令时，根据所述文件数据操作指令的类型执行相应的数据操作机制；若所述文件数据操作指令的类型为覆盖写，则执行多粒度写时复制机制的数据操作机制；若所述文件数据操作指令的类型为文件启/闭，则执行零拷贝文件数据迁移的数据操作机制。本发明专利技术能够解决现有持久化文件系统在使用超级页组织文件数据时存在极大的写放大及空间严重浪费的问题，从而提高持久化内存文件系统的性能和存储空间利用率，满足了实际应用需求。

【技术实现步骤摘要】
持久化内存文件系统数据组织方法、系统及存储介质
本专利技术涉及计算机信息存储
，特别是涉及一种持久化内存文件系统数据组织方法、系统及存储介质。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，近年来，出现了诸多以持久化内存作为存储设备的持久化内存文件系统(PersistentMemoryFileSystem)，例如BPFS、SCMFS、PMFS、SIMFS、NOVA和HiNFS等。这类文件系统具有持久化内存的低延迟性和可按字节寻址等优点，通过优化文件数据的组织方式和数据一致性机制，极大的提升了文件系统的性能，使得文件访问的吞吐率达到GB/s级。众所周知的，文件系统通常使用写前日志(WAL)和写时复制(CoW)机制来保证数据一致性。其中，WAL将存储空间分为数据区和日志区，在更新数据前，先更新数据写入日志，然后在更新数据。若在修改数据的过程中发生系统崩溃或掉电，可根据日志数据重做或撤回保证数据一致性。然而WAL存在“两次写问题”，严重降低文件系统的性能。而CoW采用异地更新原则，把数据更新到新的存储位置，最后修改文件数据索引结构，降低数据一致性开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种持久化内存文件系统数据的组织方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n当接收到文件数据操作指令时，根据所述文件数据操作指令的类型执行相应的数据操作机制；/n若所述文件数据操作指令的类型为覆盖写，则执行多粒度写时复制机制的数据操作机制；/n若所述文件数据操作指令的类型为文件启/闭，则执行零拷贝文件数据迁移的数据操作机制。/n

【技术特征摘要】
1.一种持久化内存文件系统数据的组织方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
当接收到文件数据操作指令时，根据所述文件数据操作指令的类型执行相应的数据操作机制；
若所述文件数据操作指令的类型为覆盖写，则执行多粒度写时复制机制的数据操作机制；
若所述文件数据操作指令的类型为文件启/闭，则执行零拷贝文件数据迁移的数据操作机制。


2.根据权利要求1所述的持久化内存文件系统的数据组织方法，其特征在于，在接收文件数据操作指令的步骤之前，所述方法还包括：
将持久化内存的物理地址空间映射至一连续的、大小相等的虚拟地址空间，所述虚拟地址空间内设有多个虚拟超级页；
将持久化内存的物理地址空间划分为用来记录虚拟地址到物理地址映射关系的页表区，以及用来存储文件系统数据的普通物理页区。


3.根据权利要求1所述的持久化内存文件系统的数据组织方法，其特征在于，执行多粒度写时复制机制的数据操作制的方法包括：
判断被覆盖写的文件数据所占用的虚拟超级页的个数；
当被覆盖写的文件数据所占用的虚拟超级页的数量为一个或多个时，则采用粗粒度的写时复制机制的数据操作机制；
当被覆盖写的文件数据所占用的虚拟超级页的数量为一个或多个虚拟超级页的部分空间时，则采用细粒度的写时复制机制的数据操作机制。


4.根据权利要求3所述的持久化内存文件系统数据组织方法，其特征在于，采用粗粒度的写时复制机制的数据操作机制的方法包括：
为所需进行覆盖写的虚拟超级页分配一空闲虚拟超级页，把所需进行覆盖写的文件数据写入所述空闲虚拟超级页中，并生成对应的事务日志，其中所述空闲虚拟超级页为未使用的虚拟超级页；
将页表中虚拟超级页的文件数据索引替换为空闲虚拟超级页的文件数据索引，并回收所需进行覆盖写的虚拟超级页的数据空间。


5.根据权利要求3所述的持久化内存文件系统数据组织方法，其特征在于，采用细粒度的写时复制机制的数据操作机制的方法包括：
为所需进行覆盖写的虚拟普通页分配一空闲虚拟普通页，并从页表中获取所述虚拟普通页及空闲虚拟普通页所对应的物理地址，其中所述空闲虚拟普通页为未使用的虚拟普通页，
把所需进行覆盖写的文件数据写入所述空闲虚拟普通页中，并生成对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘铎，聂顺，杨朝树，张润宇，陈咸彰，谭玉娟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50