面向非易失性內(nèi)存和塊設(shè)備混合介質(zhì)的文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、文件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存放數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)模塊，文件訪問(wèn)的速度對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。面向塊存儲(chǔ)設(shè)備的傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的性能受限于慢速I/O流程。近年出現(xiàn)的新型非易失性內(nèi)存具有可字節(jié)尋址、納秒級(jí)別的讀寫延遲、掉電不丟失數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)，是一種高性能的持久化存儲(chǔ)設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)中同時(shí)存在非易失性內(nèi)存和塊存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，如何管理多種存儲(chǔ)介質(zhì)并且在不同的介質(zhì)中存放文件數(shù)據(jù)，以發(fā)揮非易失性內(nèi)存讀寫速度快和塊存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)容量大的特點(diǎn)是具有思考價(jià)值的問(wèn)題。
　　本

2、文設(shè)計(jì)一種面向非易失性內(nèi)存和塊存儲(chǔ)設(shè)備的混合介質(zhì)文件系統(tǒng)。該文件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)非易失性內(nèi)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速訪問(wèn)，用塊存儲(chǔ)設(shè)備擴(kuò)充文件系統(tǒng)存儲(chǔ)容量，同時(shí)允許單個(gè)文件數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)設(shè)備中。為此，本文進(jìn)行了如下的研究：
　　1）高速的文件訪問(wèn)流程。本文提出的混合介質(zhì)文件系統(tǒng)采用頁(yè)表結(jié)構(gòu)組織文件數(shù)據(jù)，通過(guò)連續(xù)的虛擬地址對(duì)文件進(jìn)行訪問(wèn)。文件系統(tǒng)利用現(xiàn)有硬件，內(nèi)存控制單元實(shí)現(xiàn)文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置的判斷與轉(zhuǎn)換。中央處理器可以通過(guò)虛擬地址直接

3、對(duì)非易失性內(nèi)存進(jìn)行讀寫操作，通過(guò)缺頁(yè)異常的方式，對(duì)塊存儲(chǔ)設(shè)備上的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
　　2）高效的物理空間管理機(jī)制?；旌辖橘|(zhì)文件系統(tǒng)用不同的方式管理非易失性內(nèi)存和塊存儲(chǔ)設(shè)備的空閑空間，其中針對(duì)塊設(shè)備空間管理提出名為資源池的全新管理方式。
　　3）非易失性內(nèi)存和塊存儲(chǔ)設(shè)備直接的數(shù)據(jù)交換的機(jī)制。本文從文件和數(shù)據(jù)塊兩個(gè)層級(jí)上考慮對(duì)換出數(shù)據(jù)頁(yè)的選擇，并提出緩存非易失性內(nèi)存頁(yè)與塊存儲(chǔ)設(shè)備邏輯塊的映射關(guān)系，加速數(shù)據(jù)交換。
　　4）針對(duì)