[发明专利]一种ZFS文件系统的RAIDZ校验值的确定方法

说明书

本发明涉及ZFS文件系统的RAIDZ校验值的确定方法，通过利用飞腾处理器支持的NEON技术，改变ZFS文件系统原有的RAIDZ效验值算法，通过拓宽单次存取的字节数，并通过NEON向量运算操作，拓宽单次运算的字节数，实现在一个CPU指令周期内加载、计算、存储更多的效验数据，从而使ZFS文件系统在进行raidz1、raidz2、raidz3时，有更快的存储速度、更低的时延、更少的CPU利用率。

技术领域

本发明涉及检验值确定方法技术领域，具体涉及一种ZFS文件系统的RAIDZ校验值的确定方法。

背景技术

国产飞腾系列处理器是基于ARM指令集授权自主研制的国产芯片，其兼容64位ARM-V8指令集并支持ARM64和ARM32两种执行模式，支持单精度、双精度浮点运算指令，且内部实现了NEON拓展指令。NEON拓展指令能部分弥补飞腾系列处理器在单核性能上相比X86存在的弱势，可以提升在视觉、网络、存储等计算密集型应用程序的性能。

ZFS文件系统通过RAIDZ提供冗余机制，存储系统在创建初始化ZFS文件系统时，指定其使用那一种RAIDZ来提供冗余机制，在存储系统运行存储数据到ZFS文件系统时，需要实时计算存储数据的效验值，目前ZFS文件系统提供P、Q、R三种效验值，不同的效验值组合提供不同的冗余机制，最高支持三奇偶校验，也就是在丢失三份数据时，还能进行无损还原。效验值的计算是在数据下发ZFS文件系统时同步计算的，在IO密集型应用场景下，RAIDZ效验值的计算会消耗部分CPU性能，甚至成为性能瓶颈。RAIDZ效验值的计算过程中存在大量拷贝，存储，异或、与、移位等基本操作，如果能够拓宽这些运算操作的位数、提高其并发性能，将可以显著提高RAIDZ效验值的计算速度，带来更低的时延，更少的CPU利用率。

目前，现有的关于ZFS文件系统的技术中,并没有一种是专门针对国产飞腾平台的ZFS文件系统RAIDZ效验值算法优化方法。

中国发明专利“一种基于ZFS文件系统的缓存自适应调整方法及设备”（申请号CN201911188249.9）。该专利提出了一种基于ZFS文件系统的缓存自适应调整方法及设备，所述方法通过收集ZFS文件系统的运行指标并进行分析，在满足预设条件时自动为ZFS文件系统增加或移除缓存。本发明通过对运行指标进行事后分析，能更准确理解上层应用，从而提供更加准确的缓存策略。通过软件的方法代替人工决策，能持续分析运行指标，自适应地动态调整缓存策略，提高随机读取效率，以适应复杂多变的上层应用。该方法通过调整缓存策略，提高了ZFS文件系统的随机读取性能，但是并不是通过优化ZFS文件系统的RAIDZ效验值算法来实现的。

发明内容

为解决已有技术存在的不足，本发明提供了一种ZFS文件系统的RAIDZ校验值的确定方法，包括如下步骤：

步骤S101：将一份数据分成N份，分别为D₀，D₁，...D_n-1，N份数据长度相等且以字节为单位，长度计为m，确定内存段P、Q、R用于保存效验数据，长度也为m；

步骤S102：确定16通道的128位NEON寄存器变量Q_s、Q_p、Q_q、Q_r、Q_m与Q₀，每个通道为8位，即NEON指令可以按字节操作，同时将寄存器变量Q_p、Q_q与 Q_r置零, 将寄存器变量Q_m的16个8bit通道全置为0x1b；

步骤S103：从数据D₀加载16个字节数据到寄存器变量Q_p、Q_q、Q_r，再将寄存器变量Q_p、Q_q、Q_r保存到P、Q、R对应的内存段，每次复制16字节数据，直到数据D₀全部复制到P、Q、R内存段；