Конг Ванг (Cong Wang), сопровождающий подсистему управления трафиком (TC, Traffic Control) в ядре Linux и развивающий проект Multikernel, представил в списке разработчиков ядра Linux новую файловую систему DAXFS. DAXFS использует для хранения данных оперативную память, работает в режиме только для чтения и напоминает по функциональности урезанные файловые системы ramfs и tmpfs. Модуль ядра с реализацией DAXFS, а также утилита mkdaxfs для создания ФС опубликованы под лицензией GPLv2. После рецензирования рассматривается возможность интеграции DAXFS в основной состав ядра.
Ключевой особенностью новой ФС является задействование подсистемы DAX (Direct Access) для работы в обход страничного кэша и прямого обращения к разделяемой физической памяти. В ramfs и tmpfs содержимое сохраняется в страничном кэше, что при использовании одной ФС в нескольких контейнерах или ядрах, запущенных при помощи технологии Multikernel, приводит к размещению нескольких копий данных в физической памяти. Наполнение ramfs и tmpfs также требует выполнения лишних операций копирования без возможности выполнить маппинг существующей области памяти.
Прямой доступ к памяти в DAXFS позволяет исключить лишние операции копирования и организовать работу в обход традиционного стека ввода/вывода на базе блочных устройств и механизмов буферизации, а также избавиться от фрагментации выделения памяти при совместном использовании одной ФС в разных контейнерах и multikernel-ядрах. DAXFS работает в режиме Zero-Copy и напрямую отдаёт содержимое файлов из памяти без лишнего дублирования данных в страничном кэше и с возможностью маппинга непрерывных областей физической памяти в каждый экземпляр контейнера или ядра. Дополнительно поддерживается использование API dma-buf для использования памяти, экспортируемой GPU, FPGA/SmartNIC или CXL-устройствами.
ФС работает в режиме только для чтения и инициализируется через загрузку в память предварительно подготовленного образа ФС, что упрощает реализацию, позволяет избавиться от выполнения операций выделения памяти во время работы и исключает усложнённые механизмы управления устройством.
Ключевой областью использования DAXFS называется применение совместно с технологией Multikernel, позволяющей на одном физическом компьютере выполнять несколько независимых экземпляров ядра Linux, которые имеют прямой доступ к аппаратным ресурсам и могут использоваться для запуска нескольких изолированных системных окружений.
DAXFS также может применяться для организации совместного доступа нескольких контейнеров или ядер к базовому системному образу, размещённому в разделяемой памяти; снижению накладных расходов при обращении к информации в памяти аппаратных ускорителей; организации обращения к памяти с нескольких хостов без сетевого ввода-вывода или к постоянной памяти, используя устройства на базе шины CXL (Compute Express Link).
Источник: https://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=64674
