Kent Overstreet, autore del sistema di caching per dispositivi di blocco su SSD BCache, durante il suo intervento alla conferenza LSFMM 2023 (Linux Storage, Filesystem, Memory Management & BPF Summit), ha riassunto i risultati del lavoro per l'integrazione del file system Bcachefs nel kernel Linux e ha parlato dei piani per lo sviluppo futuro di questo FS. A maggio \u00e8 stato proposto un aggiornamento del set di patch per la revisione e l'inclusione nel kernel Linux. Il file system Bcachefs \u00e8 in fase di sviluppo da circa 10 anni. La disponibilit\u00e0 per la revisione dell'implementazione di Bcachefs prima dell'inclusione nel kernel era stata annunciata gi\u00e0 alla fine del 2020, e nell'attuale insieme di patch sono state considerate le osservazioni e i problemi emersi durante la precedente revisione. <\/p>\n
L'obiettivo dello sviluppo di Bcachefs \u00e8 raggiungere il livello di XFS in termini di prestazioni, affidabilit\u00e0 e scalabilit\u00e0, fornendo nel contempo capacit\u00e0 aggiuntive tipiche di Btrfs e ZFS, come il supporto per il pooling di pi\u00f9 dispositivi, layout a pi\u00f9 livelli, replica (RAID 1\/10), caching, compressione dei dati trasparente (modalit\u00e0 LZ4, gzip e ZSTD), istantanee di stato (snapshots), verifica dell'integrit\u00e0 tramite somma di controllo, supporto per codici di correzione degli errori di Reed-Solomon (RAID 5\/6) e archiviazione di informazioni in forma crittografata (utilizzando ChaCha20 e Poly1305). In termini di prestazioni, Bcachefs supera Btrfs e altre file system basate su Copy-on-Write, mostrando velocit\u00e0 di funzionamento comparabili a Ext4 e XFS. <\/p>\n
Tra le recenti innovazioni nello sviluppo di Bcachefs si evidenzia la stabilizzazione dell'implementazione degli snapshot scrivibili. Rispetto a Btrfs, gli snapshot in Bcachefs ora scalano molto meglio e sono privi dei problemi che affliggono Btrfs. Nella pratica, il funzionamento degli snapshot \u00e8 stato testato nell'ambito del backup di MySQL. \u00c8 stato inoltre compiuto un notevole lavoro per migliorare la scalabilit\u00e0, con il file system che ha dimostrato di funzionare bene in scenari di test per archiviazioni da 100 TB, e si prevede a breve l'implementazione di Bcachefs in uno storage da 1 PB. \u00c8 stata aggiunta una nuova modalit\u00e0 nocow per disattivare il meccanismo di 'copy-on-write' (nocow). Durante l'estate, si prevede di stabilizzare l'implementazione dei codici di correzione degli errori e RAIDZ, e di risolvere i problemi di elevato consumo di memoria durante il ripristino e la verifica del file system con lo strumento fsck. <\/p>\n
Nei piani futuri si menziona il desiderio di utilizzare il linguaggio Rust nello sviluppo di Bcachefs. Secondo l'autore di Bcachefs, ama programmare piuttosto che fare debugging ed \u00e8 ora pazzesco scrivere codice in C quando c'\u00e8 un'alternativa migliore. Rust \u00e8 gi\u00e0 utilizzato in Bcachefs per implementare alcune utility eseguite nello spazio utente. Inoltre, si sta considerando l'idea di riscrivere gradualmente completamente Bcachefs in Rust, poich\u00e9 l'uso di questo linguaggio risparmia notevolmente tempo nella fase di debugging. <\/p>\n
Per quanto riguarda la promozione di Bcachefs nel kernel Linux principale, il processo di approvazione potrebbe richiedere pi\u00f9 tempo a causa della dimensione significativa delle modifiche (2500 patch e circa 90.000 righe di codice), che \u00e8 difficile da esaminare. Per velocizzare il processo di revisione, alcuni sviluppatori hanno proposto di suddividere il set di patch in parti pi\u00f9 piccole e logicamente separate. Durante la discussione, alcuni partecipanti hanno anche evidenziato lo sviluppo del progetto da parte di un singolo sviluppatore e il rischio che il codice possa rimanere senza supporto, nel caso in cui accada qualcosa al suo sviluppatore (due dipendenti di Red Hat mostrano interesse per il progetto, ma il loro lavoro \u00e8 attualmente limitato alla correzione di bug). <\/p>\n
Bcachefs si sviluppa utilizzando tecnologie gi\u00e0 testate nella progettazione del dispositivo a blocchi Bcache, progettato per la cache dell'accesso a dischi rigidi lenti su unit\u00e0 SSD veloci (incluso nel kernel dalla versione 3.10). In Bcachefs si utilizza un meccanismo Copy-on-Write (COW), in cui le modifiche non comportano la scrittura sovrascritta dei dati \u2014 il nuovo stato viene scritto in una nuova posizione e successivamente viene aggiornato il puntatore dello stato attuale. <\/p>\n