DAXFS Proposto como um Sistema de Arquivos de Memória Compartilhada Zero-Copy para Linux

Uma nova proposta para Linux apresenta o DAXFS, um sistema de arquivos somente leitura que ignora o cache de páginas para acesso direto à memória compartilhada.

Cong Wang, um desenvolvedor de kernel da Multikernel, apresentou um novo sistema de arquivos Linux chamado DAXFS nas listas de discussão do kernel Linux. Como o nome sugere, o DAXFS é construído sobre a infraestrutura de Acesso Direto (DAX) do kernel Linux, permitindo que os sistemas de arquivos acessem a memória física compartilhada diretamente, sem passar pela pilha tradicional de E/S em bloco.

De acordo com o anúncio, ao contrário do bem conhecido RAMFS ou TMPFS, que dependem do cache de páginas e alocam memória por instância, o DAXFS mapeia regiões contíguas de memória física diretamente no sistema de arquivos. As leituras de arquivos se resolvem em carregamentos diretos da memória, reduzindo a sobrecarga de memória em ambientes onde dados somente leitura idênticos seriam replicados na RAM.

O novo sistema de arquivos foi projetado para suportar memória exportada por GPUs, FPGAs ou dispositivos conectados via CXL através da API dma-buf, permitindo acesso somente leitura aos dados armazenados diretamente na memória suportada pelo dispositivo.

Intencionalmente minimalista em escopo, o DAXFS usa um formato de imagem autocontido e somente leitura, evitando alocação em tempo de execução, gerenciamento complexo de metadados e lógica de manuseio de dispositivos, tornando-o adequado para determinados casos de uso.

Isso inclui compartilhar um contêiner comum ou uma imagem base Docker entre instâncias de kernel independentes, usar memória compartilhada em vez de transferências de rede em cenários de pooling de memória CXL, reduzir o uso de RAM combinando uma imagem base DAXFS compartilhada com OverlayFS para contêineres e fornecer acesso sem cópia a dados estáticos armazenados na memória do acelerador.

O código está disponível publicamente no GitHub, já que o autor enfatizou que o DAXFS é uma proposta experimental. Qualquer caminho para inclusão no upstream dependeria de discussões e revisões adicionais dentro da comunidade de desenvolvimento do kernel Linux.

Para mais informações, veja a mensagem na lista de discussão do kernel.