ubifs核心对象 -- TNC和LPT

          文件系统的核心问题是存储。这里面隐含2个问题：1）存储什么？2）存储到哪里？文件系统中的各种技术手段都是如何高效的解决这2个问题。ubifs用node标准化每一个存储对象，用lprops描述每一个逻辑块空间，用TNC组织管理所有的node对象，用LPT组织管理所有的lprops对象。

 

node

          ubifs中除了存储用户数据，还要存储索引节点、目录项、超级块等数据。这些数据结构各异，差异很大，为了统一数据视图，便于管理，ubifs标准化了所有数据的表现形式，所有数据以node表示呈现。并根据不同用途对node进行分类、存储和组织。ubifs的node汇总介绍如下。

          黑色部分为通用的文件系统数据，红色部分为ubifs专有的文件系统数据。

TNC

          因为 UBIFS_INO_NODE,UBIFS_DATA_NODE,UBIFS_DENT_NODE,UBIFS_XENT_NODE,UBIFS_TRUN_NODE节点数量巨大，ubifs采用 B+树用于管理这些节点。各节点在树中的index为（inode, key2)，如上图所示，不同的node有不同的key2。其目的就是能根据index快速找到叶节点数据所在的位置，但是B+树的index节点数量多，更新很慢，如果这个过程中被打断，叶节点文件就丢失了。所以在commit tnc前，先把叶节点文件的数据信息commit到log区，这样既提高了速度，也保证在tnc commit失败的情况下，叶节点文件也能通过log区找到，并replay到tnc。

 

journal replay

          从数据的角度看，recovery的过程就是将（leb, offs) list进过加工处理，映射成{key: [leb, offs, len]} B+tree的过程。

          日志回放的详细过程如下：

          从log区中获取ref node（（leb, offs) ），从ref node获取bud所在位置信息(leb：offs)，构造内存对象bud，并根据此信息 scan这一段leb，筛选出无效的node，将有效的node加入sleb->nodes，以备后面replay，如果是最后一个bud并需要recovery，将leb：0-offs这段异地备份到另一个peb上。

把sleb->nodes上的node处理成replay_entry，并加入到c->replay_list，然后根据replay_list，构造成ubifs_zbranch（{key: [leb, offs, len]}）对象更新到TNC B+树上，然后将已replay的buds leb块的free和dirty空间、dirty标记等lprop属性信息

 

sync

          如果在unclean reboot前，没有调用sync，buf中的数据由于没有同步到flash，将可能破坏ubifs文件系统。

          sync会调用ubifs_run_commit进行所有的数据提交。

          如果调用sync过程中断电，

          如果在wbuf commit前或者过程中断电，文件将丢失，这需要应用层主动调用sync来保证。但wbuf commit很快，这是小概率事件；

          如果在log commit前断电，文件将丢失，这需要应用层主动调用sync来保证。

          如果在log commit过程中断电，文件还是会丢失。但log commit很快，这是小概率事件；

          其他情况下，比如gc commit前、或者tnc commit前或者过程中断电，文件不会丢失，因为可以从log区replay。

 

lprops

          ubifs用node对象解决存储对象的问题，用lprops对象解决存储位置问题。要决定新的对象存储到哪里，就需要获取整个存储空间的使用视图数据以辅助决策。

          lprops对象用（lnum，free，dirty）元组信息完成对一个逻辑块的使用视图的描述。通过把所有的lprops对象组织成LPT B+tree，可以快速查询更新某个lnum逻辑块的使用视图信息。因为LPT的key是lnum，所有无法快速查询到most free或most dirty的逻辑块，在这种需求基础上，ubifs对lprops进行分类组织，满足对free lnum（空间分配）或dirtry lnum（垃圾回收）的快速查询需求。

 

 

LPT

          lpt B+tree用于管理ubifs逻辑块属性对象 lprops，B+tree的index为lnum。其目的就是根据lnum，快速查询、更新逻辑块的信息（主要是free、dirty等信息）。

 

--EOF--