F2FS: 파일 조건에 맞는 직접 읽기와 캐시 읽기

이 코드는 어떤 문제를 푸나요?

F2FS는 플래시 저장장치를 고려해 세그먼트와 노드 구조로 파일 위치를 관리합니다. 읽기 진입점에서는 압축 구현이 준비됐는지 확인하고 파일과 요청 조건에 맞는 읽기 방식을 고릅니다. 아래는 v6.6의 f2fs_file_read_iter 전체입니다. 이후 버전에 추가된 LFS 모드의 진행 중 DIO 대기 분기는 이 코드에 없으므로 같은 동작으로 설명하지 않습니다.

읽을 범위: v6.6 · fs/f2fs/file.c · f2fs_file_read_iter 4436–4460행입니다. 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/O 선택

파일과 요청의 정렬·기능 조건 등을 살펴 직접 I/O를 사용할지 정합니다. v6.6의 이 진입 함수는 선택한 읽기 구현으로 바로 넘기며 별도의 inode_dio_wait를 직접 호출하지 않습니다.

처음 읽을 때

파일시스템이 F2FS라는 사실과 이번 요청이 직접 I/O를 쓴다는 사실을 구분하십시오. 이 함수는 요청 조건을 보고 직접 읽기 또는 페이지 캐시 읽기를 선택합니다. 파일 내부의 실제 블록 위치 탐색은 선택된 하위 함수로 이어집니다.

더 깊이 살펴볼 때

f2fs_should_use_dio는 단순히 하나의 사용자 플래그만 보는 판정이 아닙니다. 파일 속성과 요청을 넘겨 선택하고, 양수만 통계에 반영하며, 추적 활성화 검사를 통과한 이벤트만 기록합니다. 동시 쓰기와의 동기화는 이 함수에 없는 분기를 상상하지 말고 하위 경로에서 확인해야 합니다.

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. 읽기 방식을 선택합니다

파일과 요청을 f2fs_should_use_dio에 전달하여 직접 읽기와 캐시 읽기 중 하나를 고릅니다.

갈라지는 화살표는 읽기 경로 선택입니다. 이 함수에 별도 쓰기 완료 대기가 있다는 뜻은 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 v6.6 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;

	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);

	if (f2fs_should_use_dio(inode, iocb, to)) {
		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);
	}
	if (trace_f2fs_dataread_end_enabled())
		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;

	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);

	if (f2fs_should_use_dio(inode, iocb, to)) {

		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);

	if (trace_f2fs_dataread_end_enabled())

		trace_f2fs_dataread_end(inode, pos, ret);

	return ret;

함께 생각해 볼 질문

출처와 읽은 범위

Linux stable v6.6 · fs/f2fs/file.c

해당 버전 원본 파일 · 기존 코드 분석 · 설명 원고