高效能儲存SIG月度動態：ublk完成POC、dsms-storage在Anolis OS上成功適配

高效能儲存技術 SIG（Special Interest Group）目標：高效能儲存技術興趣組致力於儲存棧效能挖掘，當前主要聚焦核心 io_uring 技術最佳化非同步 IO 效能，使用持久化記憶體提升業務單成本效能，容器場景儲存技術最佳化等課題。期望透過社群平臺，打造標準的高效能儲存技術軟體棧，推動軟硬體協同發展。

01 本月 SIG 整體進展

儘管 SIG 成員在 1 月都經歷了新冠感染，但在本月仍然合入 anolis 主線 PR 23 個，包含多個主要元件的特性增強，效能最佳化，以及 bugfix 等。感謝所有 SIG 成員的辛勤付出，祝大家新年快樂！

ANCK 5.10 支援 ublk 程式碼已基本完成適配，同步測試中；另外在分散式儲存專案中完成 POC，從 POC 資料來看，效果很不錯，比之前的 tcmu 方案有很大程度的最佳化。該特性支援預計將在 ANCK 5.10-14 版本正式釋出。

erofs 容器映象 page cache 共享特性程式碼已傳送到社群，需要進一步跟進並根據社群的 review 意見修改，並最終合入社群主線。

ANCK 4.19/5.10 fuse 回合 killpriv_v2 特性，極大地提升了 small write 效能（70% ~ 120%）。

DSMS 第一階段適配工作已基本完成，dsms-storage 已可以在 Anolis OS 上正常執行。

浪潮資訊 cuishiwei 同學在測試多個 nvme 盤併發建立和刪除分割槽時發現可能導致當機，報告到社群並在社群主線修復後，積極提交 PR 在 ANCK 4.19/5.10 兩個版本完成修復。感謝 cuishiwei 同學的貢獻。

02 專案具體進展

1、Anolis OS

erofs：fix potential NULL in error path（PR1022）

ext4：fix bug_on ext4_mb_use_inode_pa（PR1055），fix check to prevent false positive report of incorrect used inodes（PR1056），fix bug for rename with RENAME_WHITEOUT（PR1064），stable fixes（PR1091）

xfs：Speed up file fsyncs by reducing iolock cycling（PR1024），validate inode fork size against fork format（PR1067）

block：unhash blkdev part inode when the part is deleted（PR1081/PR1082）

fuse：support FUSE_HANDLE_KILLPRIV_V2（PR1084/PR1085），simply use flags instead for fuse passthrough（PR1088）

dax：fsdax COW bug fixes（PR1033），mark the iomap argument to dax_iomap_sector as const（PR1086）

io_uring：Improve IOCB_NOWAIT O_DIRECT reads（PR1034），fix referencing uninitialized io_uring_ctx（PR1040），fix CQ waiting timeout handling（PR1070），add IO_WQ_WORK_MM for uring_cmd（PR1077）

liburing：add IORING_SETUP_SQE128 and uring-cmd support（PR3），Add missing fields for uring_cmd in struct io_uring_sqe（PR4）

miscs：fix documentation for unprivileged_userns_clone sysctl（PR1073/PR1074），stable fixes (dm/md/nfs)（PR1089）

2、容器映象加速

容器映象 page cache sharing 特性在社群持續迭代，增加對 readahead 的支援。以 tensorflow 映象為例，在建立同一映象的多個例項時，該特效能節省 ~97% 的（容器映象）記憶體佔用；tensorflow 小版本之間能節省 ~20% 的（容器映象）記憶體佔用。

ANCK fscache daemonless 特性已實現 RFC 版本，支援 fscache daemon 的退出和重新拉起，持續迭代中。

3、使用者態儲存

ANCK 5.10 支援 ublk 程式碼已基本完成適配，40+ 補丁，待提交 PR review。

分散式儲存專案的 POC 進展順利，POC 基於 6.1 核心 ublk 適配，單個 IO 時延明顯低於 tcmu 版本，IOPS 也有大幅度提升。

ebpf + io_uring 零複製特性原計劃春節前發出 RFC，但因存在一些未解決的問題有些延遲；預計 2 月上旬發出 RFC 系列補丁到社群。

4、io_uring

最佳化 nowait O_DIRECT 讀效能。

回合 uring-cmd 特性後結合 ublk 進行測試，過程中發現一些 io hang 等問題，確認為 uring-cmd 回合引入的問題，目前已經修復。

開始分析 asio 中 io_uring 的程式碼流程，目前已討論出一些最佳化點，預計 2 月底會有一個階段性的進展。

5、DSMS

在解決包缺失問題後，適配工作進展比較順利，目前第一階段的適配已基本完成，dsms-storage 已經可以在 Anolis OS 上正常跑起來；下一步將進行視覺化相關開發工作。

當前選定 ceph 版本為 15.2.15。

相關工作計劃：

03 SIG 下一步計劃

1、推動容器映象 page cache 共享特性合入上游主線並回合到 ANCK。

2、erofs-utils 支援多執行緒解壓，最佳化 ISO 映象安裝效能。

3、ANCK 5.10 支援 ublk 測試和分散式儲存場景適配。

4、ebpf + io_uring 零複製方案社群 RFC 和討論推進。

5、io_uring + async_simple 協程最佳化。

6、dsms 視覺化管理平臺開發。

附錄：SIG 專案一覽

• io_uring

• virtiofs

• 容器映象加速

• 資料庫最佳化

• 使用者態儲存

• DSMS

詳情內容見高效能儲存技術 SIG（參考連結可移步龍蜥公眾號（OpenAnolis龍蜥）2023年2月3日相同推送檢視。），歡迎各位感興趣的開發者加入共建。

—— 完 ——