Red Hat trabalha em um novo sistema de arquivos NVFS

A Red Hat trabalha em um novo sistema de arquivos NVFS, considerado mais eficiente para NVM. Mikuláš Pato?ka, um dos desenvolvedores LVM e inventor de várias otimizações de armazenamento na Red Hat, introduziu o novo sistema de arquivo NVFS na lista de discussão do kernel Linux.

Este novo sistema visa a criar um sistema de arquivos rápido e compacto para chips de memória não voláteis (NVM, por exemplo NVDIMM), combinando o desempenho da RAM com a capacidade de armazenar conteúdo permanentemente.

No desenvolvimento do NVFS foi levada em consideração a experiência do FS NOVA, criado em 2017 especificamente para memória NVM, mas não incluído no kernel Linux e com suporte limitado para kernels Linux de 4.13 a 5.1.

O NVFS FS proposto é muito mais simples que o NOVA (4972 linhas de código vs 21459), fornece um utilitário fsck, tem melhor desempenho, oferece suporte a atributos estendidos (xattrs), rótulos de segurança, ACLs e cotas, mas não dá suporte a instantâneos.

A arquitetura NVFS é próxima ao FS Ext4 e se encaixa bem no modelo de sistema de arquivos baseado em subsistema VFS, tornando possível minimizar o número de camadas intermediárias e sobreviver com um módulo que não requer patches de kernel.

Red Hat trabalha em um novo sistema de arquivos NVFS

O NVFS usa a interface de kernel DAX para acessar diretamente dispositivos de armazenamento persistente, ignorando o cache de página. Para otimizar o trabalho com a memória NVM, que usa endereçamento de bytes, o conteúdo da unidade é mapeado para o espaço de endereço linear do kernel sem usar a camada de dispositivo de bloco tradicional e o cache intermediário. É usado para armazenar o conteúdo dos diretórios da árvore raiz, em que cada nome de arquivo e valor de hash é usado para pesquisar a árvore.

A integridade dos dados é garantida através do mecanismo de “atualizações” (como no FreeBSD UFS e no OpenBSD FFS) sem usar o diário.

Para evitar a corrupção de arquivos no NVFS, as operações de alteração de dados são agrupadas de forma que uma falha não possa levar à perda de blocos ou inodes, e a integridade das estruturas seja restaurada usando o utilitário fsck.