share/doc/smm/05.fastfs/1.t

   1 .\"     $NetBSD: 1.t,v 1.2 1998/01/09 06:55:29 perry Exp $
   2 .\"
   3 .\" Copyright (c) 1986, 1993
   4 .\"     The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5 .\"
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  21 .\" ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  22 .\" FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  23 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  24 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  25 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  26 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  27 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  28 .\" SUCH DAMAGE.
  29 .\"
  30 .\"     @(#)1.t 8.1 (Berkeley) 6/8/93
  31 .\"
  32 .ds RH Introduction
  33 .NH
  34 Introduction
  35 .PP
  36 This paper describes the changes from the original 512 byte UNIX file
  37 system to the new one released with the 4.2 Berkeley Software Distribution.
  38 It presents the motivations for the changes,
  39 the methods used to effect these changes,
  40 the rationale behind the design decisions,
  41 and a description of the new implementation.
  42 This discussion is followed by a summary of
  43 the results that have been obtained,
  44 directions for future work,
  45 and the additions and changes
  46 that have been made to the facilities that are
  47 available to programmers.
  48 .PP
  49 The original UNIX system that runs on the PDP-11\(dg
  50 .FS
  51 \(dg DEC, PDP, VAX, MASSBUS, and UNIBUS are
  52 trademarks of Digital Equipment Corporation.
  53 .FE
  54 has simple and elegant file system facilities.  File system input/output
  55 is buffered by the kernel;
  56 there are no alignment constraints on
  57 data transfers and all operations are made to appear synchronous.
  58 All transfers to the disk are in 512 byte blocks, which can be placed
  59 arbitrarily within the data area of the file system.  Virtually
  60 no constraints other than available disk space are placed on file growth
  61 [Ritchie74], [Thompson78].*
  62 .FS
  63 * In practice, a file's size is constrained to be less than about
  64 one gigabyte.
  65 .FE
  66 .PP
  67 When used on the VAX-11 together with other UNIX enhancements,
  68 the original 512 byte UNIX file
  69 system is incapable of providing the data throughput rates
  70 that many applications require.
  71 For example,
  72 applications
  73 such as VLSI design and image processing
  74 do a small amount of processing
  75 on a large quantities of data and
  76 need to have a high throughput from the file system.
  77 High throughput rates are also needed by programs
  78 that map files from the file system into large virtual
  79 address spaces.
  80 Paging data in and out of the file system is likely
  81 to occur frequently [Ferrin82b].
  82 This requires a file system providing
  83 higher bandwidth than the original 512 byte UNIX
  84 one that provides only about
  85 two percent of the maximum disk bandwidth or about
  86 20 kilobytes per second per arm [White80], [Smith81b].
  87 .PP
  88 Modifications have been made to the UNIX file system to improve
  89 its performance.
  90 Since the UNIX file system interface
  91 is well understood and not inherently slow,
  92 this development retained the abstraction and simply changed
  93 the underlying implementation to increase its throughput.
  94 Consequently, users of the system have not been faced with
  95 massive software conversion.
  96 .PP
  97 Problems with file system performance have been dealt with
  98 extensively in the literature; see [Smith81a] for a survey.
  99 Previous work to improve the UNIX file system performance has been
 100 done by [Ferrin82a].
 101 The UNIX operating system drew many of its ideas from Multics,
 102 a large, high performance operating system [Feiertag71].
 103 Other work includes Hydra [Almes78],
 104 Spice [Thompson80],
 105 and a file system for a LISP environment [Symbolics81].
 106 A good introduction to the physical latencies of disks is
 107 described in [Pechura83].
 108 .ds RH Old file system
 109 .sp 2
 110 .ne 1i