f2fs解析（一）f2fs如何解决wandering tree

wandering tree问题是log-structured 文件系统（LFS） 特有的一个问题，因为LFS的脏数据是追加更新的，所以如果一个数据块变脏了，那么那个数据块的直接索引块、间接索引块都会变脏（因为索引的地址变脏）。F2FS是如何解决这个问题呢？

我们知道F2FS中main area中共有两种类型的block：NODE和DATA，其中NODE存储文件的元数据，DATA存储文件实际的数据。其中NODE类型的block包括三类元数据：inode，直接dnode，间接dnode。其中直接dnode的每一个表项指向的是一个DATA block的地址，而间接dnode的每一个表项指针指向的NAT表中的一个表项。

这是F2FS解决wandering tree问题的关键F2FS引入了NAT（node address table），其中每个表项的结构是：

struct f2fs_nat_entry {
    __u8 version;       /* latest version of cached nat entry */
    __le32 ino;     /* inode number */
    __le32 block_addr;  /* block address */
} __packed;

NAT表是个大数组，每个数组元素就是上面的f2fs_nat_entry。引入NAT表项是F2FS解决wandering tree问题的关键，因为这样每当有数据块更新的之后，只有与其直接相关的dnode才会变脏，各间接dnode是不会变脏的。怎么实现的？

上面说到，直接dnode的表项指向的是DATA block的地址，所以DATA page变脏了之后，DATA block就要变更了，所以被殃及的直接dnode当然也脏喽。但是注意，此时火势并不会蔓延到间接dnode上，因为间接dnode表项指针指的并不是直接dnode的block地址，而是NAT表中的一个表项，所以NAT就像防火枪一样防止了tree任意滋生：你只要把NAT中相应的block_addr域给更新掉就可以了，我间接dnode的指针还是指向这个NAT表项，不变！巧妙！

有兴趣的同学可以研究下C++中虚函数的实现，与此处异曲同工。