F2FS: 읽기 방식 선택에도 쓰기 상태를 확인하는 이유

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

F2FS는 플래시 저장장치를 고려해 세그먼트와 노드 구조로 파일 위치를 관리합니다. 읽기를 시작할 때도 압축 지원과 진행 중인 직접 쓰기를 확인해야 안전한 데이터를 얻을 수 있습니다. f2fs_file_read_iter 전체를 통해 파일시스템의 저장 정책이 읽기 분기와 대기 조건에 어떻게 나타나는지 살펴봅니다.

읽을 범위: v6.18.37 · fs/f2fs/file.c · f2fs_file_read_iter 4851–4883행입니다. 아래에 이 범위의 원문과 각 줄의 설명을 실었습니다. 주제 전체의 흐름과 다른 경로는 기존 분석에서 함께 읽으실 수 있습니다.

먼저 알아둘 개념

세그먼트와 노드

세그먼트는 블록 공간을 관리하는 단위이고 노드는 파일의 데이터 위치를 찾는 메타데이터를 담습니다. 파일 경로 이름과 물리 블록 주소는 서로 다른 정보입니다.

압축 백엔드

압축된 파일 내용을 읽으려면 그 압축 형식을 풀 수 있는 구현이 준비되어야 합니다. 저장장치에서 바이트를 읽는 것만으로 사용자에게 원래 내용을 돌려줄 수는 없습니다.

체크포인트

복구를 시작할 수 있는 파일시스템 상태를 기록한 기준입니다. 모든 read 호출이 체크포인트를 새로 기록하는 것은 아닙니다.

직접 I/O와 동시 쓰기

직접 I/O가 캐시 경로를 우회하더라도 파일의 다른 I/O와 무관하게 실행할 수 있는 것은 아닙니다. 모드와 파일 조건에 따라 진행 중인 직접 쓰기를 기다립니다.

처음 읽을 때

읽기 함수에 쓰기 대기가 등장하는 이유를 먼저 생각하십시오. 같은 파일의 저장 위치와 데이터가 바뀌는 중이라면 읽기 경로도 그 변화를 고려해야 합니다.

더 깊이 살펴볼 때

LFS 모드, 진행 중인 DIO 쓰기 계수, pinned 파일 여부, 이번 요청의 dio 선택이 AND와 OR로 어떻게 묶이는지 확인하십시오. f2fs_should_use_dio 결과를 단순히 사용자의 한 플래그와 동일시하면 안 됩니다.

그림으로 보는 변화

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1단계 고정

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1. 읽을 수 있는 형식을 확인합니다

압축 해제 구현을 확인하고 요청의 시작 위치를 보관합니다.

화살표는 파일 속성에서 읽기 가능 조건을 판단하는 흐름입니다.

2. 동시 쓰기와 조정합니다

F2FS가 선택한 I/O 방식과 LFS 조건에 따라 진행 중인 직접 쓰기를 기다립니다.

멈춘 화살표는 동기화 대기이며 CPU가 데이터를 복사한다는 뜻이 아닙니다.

3. 읽고 통계를 남깁니다

직접 읽기 또는 페이지 캐시 읽기를 수행하고 결과를 추적합니다.

화살표는 선택된 읽기 경로와 반환 결과를 나타냅니다.

f2fs_file_read_iter를 한 줄씩 읽기

줄 번호는 v6.18.37 원문 기준입니다. 주석·빈 줄을 포함한 함수 전체를 먼저 보고, 그 아래에서 각 줄을 설명합니다.

static ssize_t f2fs_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
{
	struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
	const loff_t pos = iocb->ki_pos;
	ssize_t ret;
	bool dio;

	if (!f2fs_is_compress_backend_ready(inode))
		return -EOPNOTSUPP;

	if (trace_f2fs_dataread_start_enabled())
		f2fs_trace_rw_file_path(iocb->ki_filp, iocb->ki_pos,
					iov_iter_count(to), READ);

	dio = f2fs_should_use_dio(inode, iocb, to);

	/* In LFS mode, if there is inflight dio, wait for its completion */
	if (f2fs_lfs_mode(F2FS_I_SB(inode)) &&
	    get_pages(F2FS_I_SB(inode), F2FS_DIO_WRITE) &&
		(!f2fs_is_pinned_file(inode) || !dio))
		inode_dio_wait(inode);

	if (dio) {
		ret = f2fs_dio_read_iter(iocb, to);
	} else {
		ret = filemap_read(iocb, to, 0);
		if (ret > 0)
			f2fs_update_iostat(F2FS_I_SB(inode), inode,
						APP_BUFFERED_READ_IO, ret);
	}
	trace_f2fs_dataread_end(inode, pos, ret);
	return ret;
}

static ssize_t f2fs_file_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)

	struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);

	const loff_t pos = iocb->ki_pos;

	ssize_t ret;

	bool dio;

	if (!f2fs_is_compress_backend_ready(inode))

		return -EOPNOTSUPP;

	if (trace_f2fs_dataread_start_enabled())

		f2fs_trace_rw_file_path(iocb->ki_filp, iocb->ki_pos,

					iov_iter_count(to), READ);

	dio = f2fs_should_use_dio(inode, iocb, to);

	if (f2fs_lfs_mode(F2FS_I_SB(inode)) &&

	    get_pages(F2FS_I_SB(inode), F2FS_DIO_WRITE) &&

		(!f2fs_is_pinned_file(inode) || !dio))

		inode_dio_wait(inode);

	if (dio) {

		ret = f2fs_dio_read_iter(iocb, to);

	} else {

		ret = filemap_read(iocb, to, 0);

		if (ret > 0)

			f2fs_update_iostat(F2FS_I_SB(inode), inode,

						APP_BUFFERED_READ_IO, ret);

	trace_f2fs_dataread_end(inode, pos, ret);

	return ret;

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.18.37 · fs/f2fs/file.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고