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)計與實現(xiàn).pdf

1、文件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)存放數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)模塊，文件訪問的速度對計算機系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。面向塊存儲設(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、納秒級別的讀寫延遲、掉電不丟失數(shù)據(jù)等優(yōu)點，是一種高性能的持久化存儲設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)中同時存在非易失性內(nèi)存和塊存儲設(shè)備時，如何管理多種存儲介質(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設(shè)備存儲容量大的特點是具有思考價值的問題。
　　本

2、文設(shè)計一種面向非易失性內(nèi)存和塊存儲設(shè)備的混合介質(zhì)文件系統(tǒng)。該文件系統(tǒng)可以實現(xiàn)對非易失性內(nèi)存的數(shù)據(jù)進行高速訪問，用塊存儲設(shè)備擴充文件系統(tǒng)存儲容量，同時允許單個文件數(shù)據(jù)分散存儲在不同的存儲設(shè)備中。為此，本文進行了如下的研究：
　　1）高速的文件訪問流程。本文提出的混合介質(zhì)文件系統(tǒng)采用頁表結(jié)構(gòu)組織文件數(shù)據(jù)，通過連續(xù)的虛擬地址對文件進行訪問。文件系統(tǒng)利用現(xiàn)有硬件，內(nèi)存控制單元實現(xiàn)文件數(shù)據(jù)存儲位置的判斷與轉(zhuǎn)換。中央處理器可以通過虛擬地址直接

3、對非易失性內(nèi)存進行讀寫操作，通過缺頁異常的方式，對塊存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)進行處理。
　　2）高效的物理空間管理機制。混合介質(zhì)文件系統(tǒng)用不同的方式管理非易失性內(nèi)存和塊存儲設(shè)備的空閑空間，其中針對塊設(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)存和塊存儲設(shè)備直接的數(shù)據(jù)交換的機制。本文從文件和數(shù)據(jù)塊兩個層級上考慮對換出數(shù)據(jù)頁的選擇，并提出緩存非易失性內(nèi)存頁與塊存儲設(shè)備邏輯塊的映射關(guān)系，加速數(shù)據(jù)交換。
　　4）針對