使用pFSCK加速文件系统检查和修复
摘要：文件系统检查和恢复（C/R）工具在增加存储软件的可靠性、识别和纠正文件系统不一致方面发挥着至关重要的作用。然而，随着磁盘容量和数据内容的增加，文件系统C/R工具因长时间运行而声名狼藉。我们认为，当前的文件系统检查程序未能充分利用现代存储设备所提供的CPU并行性和高吞吐量。为了克服这些挑战，我们提出了pFSCK，这是一个重新设计C/R的工具，以在inode的粒度上实现细粒度的并行ism，而不影响C/R功能的正确性。为了加速C/R，pFSCK首先利用数据并行性，通过识别每个阶段中的功能操作并隔离依赖操作及其共享数据结构。然而，完全隔离共享结构是不可行的，因此需要限制可扩展性的串行化。为了减少同步瓶颈的影响并利用CPU并行性，pFSCK设计了管道并行ism，允许C/R的多个阶段同时运行而不影响正确性。为了实现不同文件系统数据配置的高效管道并行性，pFSCK提供了用于对全局数据结构进行排序更新的技术、高效的每线程I/O缓存管理，以及在C/R的不同阶段间动态线程放置。最后，pFSCK设计了一个资源感知调度程序，旨在减少C/R对共享CPU和文件系统的其他应用程序的影响。对pFSCK的评估显示，与e2fsck相比，其性能提升了2.6倍以上，并且比提供粗粒度并行性的XFS检查程序提高了1.8倍以上。
作者：David Domingo, Kyle Stratton, Sudarsun Kannan
论文ID：2004.05524
分类：Operating Systems
分类简称：cs.OS
提交时间：2020-04-14