]> git.ipfire.org Git - people/arne_f/kernel.git/commit - fs/btrfs/ioctl.c
btrfs: Add zstd support
authorNick Terrell <terrelln@fb.com>
Thu, 10 Aug 2017 02:39:02 +0000 (19:39 -0700)
committerChris Mason <clm@fb.com>
Tue, 15 Aug 2017 16:02:09 +0000 (09:02 -0700)
commit5c1aab1dd5445ed8bdcdbb575abc1b0d7ee5b2e7
tree3dbf4bef55ed320a36623f9fde983ee3ebb9f621
parent73f3d1b48f5069d46ba48aa28c2898dc93185560
btrfs: Add zstd support

Add zstd compression and decompression support to BtrFS. zstd at its
fastest level compresses almost as well as zlib, while offering much
faster compression and decompression, approaching lzo speeds.

I benchmarked btrfs with zstd compression against no compression, lzo
compression, and zlib compression. I benchmarked two scenarios. Copying
a set of files to btrfs, and then reading the files. Copying a tarball
to btrfs, extracting it to btrfs, and then reading the extracted files.
After every operation, I call `sync` and include the sync time.
Between every pair of operations I unmount and remount the filesystem
to avoid caching. The benchmark files can be found in the upstream
zstd source repository under
`contrib/linux-kernel/{btrfs-benchmark.sh,btrfs-extract-benchmark.sh}`
[1] [2].

I ran the benchmarks on a Ubuntu 14.04 VM with 2 cores and 4 GiB of RAM.
The VM is running on a MacBook Pro with a 3.1 GHz Intel Core i7 processor,
16 GB of RAM, and a SSD.

The first compression benchmark is copying 10 copies of the unzipped
Silesia corpus [3] into a BtrFS filesystem mounted with
`-o compress-force=Method`. The decompression benchmark times how long
it takes to `tar` all 10 copies into `/dev/null`. The compression ratio is
measured by comparing the output of `df` and `du`. See the benchmark file
[1] for details. I benchmarked multiple zstd compression levels, although
the patch uses zstd level 1.

| Method  | Ratio | Compression MB/s | Decompression speed |
|---------|-------|------------------|---------------------|
| None    |  0.99 |              504 |                 686 |
| lzo     |  1.66 |              398 |                 442 |
| zlib    |  2.58 |               65 |                 241 |
| zstd 1  |  2.57 |              260 |                 383 |
| zstd 3  |  2.71 |              174 |                 408 |
| zstd 6  |  2.87 |               70 |                 398 |
| zstd 9  |  2.92 |               43 |                 406 |
| zstd 12 |  2.93 |               21 |                 408 |
| zstd 15 |  3.01 |               11 |                 354 |

The next benchmark first copies `linux-4.11.6.tar` [4] to btrfs. Then it
measures the compression ratio, extracts the tar, and deletes the tar.
Then it measures the compression ratio again, and `tar`s the extracted
files into `/dev/null`. See the benchmark file [2] for details.

| Method | Tar Ratio | Extract Ratio | Copy (s) | Extract (s)| Read (s) |
|--------|-----------|---------------|----------|------------|----------|
| None   |      0.97 |          0.78 |    0.981 |      5.501 |    8.807 |
| lzo    |      2.06 |          1.38 |    1.631 |      8.458 |    8.585 |
| zlib   |      3.40 |          1.86 |    7.750 |     21.544 |   11.744 |
| zstd 1 |      3.57 |          1.85 |    2.579 |     11.479 |    9.389 |

[1] https://github.com/facebook/zstd/blob/dev/contrib/linux-kernel/btrfs-benchmark.sh
[2] https://github.com/facebook/zstd/blob/dev/contrib/linux-kernel/btrfs-extract-benchmark.sh
[3] http://sun.aei.polsl.pl/~sdeor/index.php?page=silesia
[4] https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.11.6.tar.xz

zstd source repository: https://github.com/facebook/zstd

Signed-off-by: Nick Terrell <terrelln@fb.com>
Signed-off-by: Chris Mason <clm@fb.com>
12 files changed:
fs/btrfs/Kconfig
fs/btrfs/Makefile
fs/btrfs/compression.c
fs/btrfs/compression.h
fs/btrfs/ctree.h
fs/btrfs/disk-io.c
fs/btrfs/ioctl.c
fs/btrfs/props.c
fs/btrfs/super.c
fs/btrfs/sysfs.c
fs/btrfs/zstd.c [new file with mode: 0644]
include/uapi/linux/btrfs.h