Cong Wang, responsable du sous-système de contrôle du trafic (TC, Traffic Control) dans le noyau Linux et développeur du projet Multikernel, a annoncé dans la liste des développeurs du noyau Linux un nouveau système de fichiers DAXFS. DAXFS utilise la mémoire vive pour le stockage des données, fonctionne en mode lecture seule et ressemble fonctionnellement aux systèmes de fichiers allégés ramfs et tmpfs. Le module du noyau mettant en œuvre DAXFS, ainsi que l'utilitaire mkdaxfs pour créer le système de fichiers, sont publiés sous la licence GPLv2. Après révision, une intégration de DAXFS dans le noyau principal sera envisagée.
La caractéristique clé du nouveau système de fichiers est l'utilisation du sous-système DAX (Direct Access) pour contourner le cache de page et accéder directement à la mémoire physique partagée. Dans ramfs et tmpfs, le contenu est stocké dans le cache de page, ce qui, lors de l'utilisation d'un même système de fichiers dans plusieurs conteneurs ou noyaux lancés grâce à la technologie Multikernel, entraîne la duplication de plusieurs copies de données en mémoire physique. Le remplissage de ramfs et tmpfs nécessite également l'exécution d'opérations de copie supplémentaires sans possibilité de mapper une région de mémoire existante.
L'accès direct à la mémoire dans DAXFS permet d'éliminer les opérations de copie superflues et d'organiser le fonctionnement en contournant la pile d'entrée/sortie traditionnelle basée sur des dispositifs de blocs et des mécanismes de mise en tampon, tout en évitant la fragmentation de l'allocation de mémoire lors de l'utilisation d'un même système de fichiers dans différents conteneurs et noyaux multikernel. DAXFS fonctionne en mode Zero-Copy et fournit directement le contenu des fichiers depuis la mémoire sans duplication inutile de données dans le cache de page et avec la possibilité de mapper des zones continues de mémoire physique dans chaque instance de conteneur ou de noyau. De plus, l'utilisation de l'API dma-buf pour accéder à la mémoire exportée par des dispositifs GPU, FPGA/SmartNIC ou CXL est également supportée.
Le système de fichiers fonctionne en mode lecture seule et est initialisé en chargeant une image de système de fichiers préalablement préparée en mémoire, ce qui simplifie la mise en œuvre, permet d'éviter d'effectuer des opérations d'allocation de mémoire pendant le fonctionnement et exclut des mécanismes complexes de gestion des dispositifs.
Le domaine clé d'utilisation de DAXFS est son application avec la technologie Multikernel, permettant d'exécuter plusieurs instances indépendantes du noyau Linux sur un seul ordinateur physique, ayant un accès direct aux ressources matérielles et pouvant être utilisées pour exécuter plusieurs environnements système isolés.
DAXFS peut également être utilisé pour organiser l'accès partagé de plusieurs conteneurs ou noyaux à une image système de base, stockée en mémoire partagée ; réduire les frais généraux lors de l'accès aux informations en mémoire des accélérateurs matériels ; organiser l'accès à la mémoire depuis plusieurs hôtes sans entrée/sortie réseau, ou à une mémoire persistante, en utilisant des dispositifs basés sur le bus CXL (Compute Express Link).
Source : opennet.ru
