f2fs文件系统(五)CP介绍

发布网友发布时间：2024-09-11 07:47

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热心网友时间：2024-10-06 23:31

在探讨一致性管理时，f2fs文件系统提供两种方法：前滚恢复和后滚恢复。后滚恢复即是本文重点介绍的Checkpoint (CP)机制。类比于交易操作，一致性意味着任何时刻，系统内数据状态变化应保持平衡，否则就会出现数据不一致的情况。而原子事务原理确保交易完成，未完成的交易可以被撤销。

CP是Checkpoint的简称，其核心功能是将内存缓存数据写入存储介质，以便在系统故障时恢复至最新状态。时机选择至关重要，因为CP操作可能引起大量IO，耗时且影响性能。然而，若未执行CP，刚修改的数据可能丢失，故需权衡性能与数据安全性。

CP数据结构在磁盘上的布局包含一个f2fs_checkpoint，记录当前状态信息，如版本号、内存中数据使用情况等。此外，curseg数据附加于CP pack后，构成完整的CP信息。

CP管理涉及流程：写CP操作启动后，所有文件系统操作被冻结，以减少开销。具体步骤包括缓存脏页下刷、修改NAT和SIT表项、最终写入CP区域。

写CP流程包括block_operations、f2fs_flush_nat_entries、f2fs_flush_sit_entries等关键步骤，确保内存缓存数据安全地迁移到磁盘。do_checkpoint接口最终完成CP区域的写入。

一次写CP的完整流程记录于CP区域中，包括主备两个segment，交替使用以保持数据可用性。CP的具体布局示例展示了数据如何在主备区域中循环存储。

本章节总结了f2fs一致性管理中后滚恢复机制，即CP功能。虽然重点阐述了写CP流程，但读操作的反向流程未作详细说明，其原理相似，仅在此略作提及。