F2FS 的 read extent cache 和 age extent cache
发布时间 2023-07-25 18:45:28作者: liuchao719
extent cache
- extent cache 是一种组件，用来描述 extent 的某种属性。
extent
- extent 指的是文件里的一段内容，由文件 inode，起始地址 fofs，内容长度 len 确定。
- extent 的实现机制是红黑树，一个 inode 一颗，叫做 extent tree。key 是 fofs，value 是 extent info。info 中保存的内容根据 extent cache 类型而定。
- 目前有两种 extent cache 类型，read cache 和 age cache。
extent tree
- extent tree 的组织机制是基数树，index 为 ino。基数树按照 6 bit一组，把 ino 分段，每段作为索引，用于在父节点中寻找子节点。当搜索完所有的段，就会在树的末尾找到存储的值，即 extent tree。
- 每类 extent cache 在 super block info 里都具有对应的基数树，用于管理所有 inode 对应类型的 extent cache。
read cache
- read cache 用来寻找文件某段内容在磁盘上的地址。地址为 0 （NULL_ADDR）代表无效。
- read cache 可以加速读流程，减少磁盘 IO，避免从 inode 一层层读取 node block。
- 如果一段内容对应了一段连续的物理，可以用一个 extent 表示。因为是连续的物理地址，所以只记录起始地址即可，后续都可以算出来。
age cache
- age cache 用来记录某段内容的更新频率。age 越小，更新频率越快。age 信息代表的时两次更新之间，系统分配出去的块数。如果之前已经更新过，则此次更新会考虑到之前的 age 信息，加权计算。age 为 0 代表无效。
- age cache 用于指导应该在哪个温度的段里分配磁盘空间，区分经常更新的数据和不频繁更新的数据。有助于节省 F2FS 内部段（segment）的使用。
- 对一段内容而言，如果更新后的 age 与其记录的总系统分配块数和更新前的都相差不大，就可以省略这次更新（待检查必要性，待做）。同样的道理，如果几段连续的内容的 age cache 相差不大，也可以合并到一个 extent 中。