btrfs 空闲空间管理（三） inode map

源文件
    　　linux/fs/btrfs/inode-map.h
    　　linux/fs/btrfs/inode-map.c
    　　linux/fs/btrfs/free-space-cache.c

inode map 也是基于 free-space-cache 实现的，使用的时候需要开启选项 inode_cache：

　　INODE_MAP_CACHE： mount -o inode_cache

inode map 是属于系统范围的：root->free_ino_ctl，其对应的 objectid 为 BTRFS_FREE_INO_OBJECTID：

 118 /*
 119  * The inode number assigned to the special inode for storing
 120  * free ino cache
 121  */
 122 #define BTRFS_FREE_INO_OBJECTID -12ULL

file ino 的限制范围为 [BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID, BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID]

    /*
     * All files have objectids in this range.
     */
    #define BTRFS_FIRST_FREE_OBJECTID 256ULL
    #define BTRFS_LAST_FREE_OBJECTID -256ULL

从 btrfs_init_free_ino_ctl 中可以看到对于 inode map ctl 的初始设置：

    ctl->unit = 1;              对于 free space，这里是 sectorsize；对于 inode，粒度为 1
    ctl->start = 0;
    ctl->private = NULL;        对于 free space，这里记录所属的 block group；对于 inode map 则是全局的
    ctl->op = &free_ino_op;
    /*
     * Initially we allow to use 16K of ram to cache chunks of
     * inode numbers before we resort to bitmaps. This is somewhat
     * arbitrary, but it will be adjusted in runtime.
     */
    ctl->extents_thresh = INIT_THRESHOLD;

是使用 bitmap 还是 extent 来管理空闲节点空间，也是动态调整的；这个可以参考 free-space-cache 的调整限制。

kthread btrfs-ino-cache

填充 ino map 的操作是一个比较耗时的过程，由内核线程来完成：
    　　kthread_run(caching_kthread, root, "btrfs-ino-cache-%llu\n", root->root_key.objectid)

btrfs_find_free_ino 会激活 btrfs-ino-cache 内核线程的运行。

基本操作

分配 inode number：btrfs_find_free_ino

btrfs_find_free_ino 会调用 btrfs_find_ino_for_alloc 搜索 inode map 来找到一个空闲的 ino：

    * Find the left-most item in the cache tree, and then return the
    * smallest inode number in the item.
    *
    * Note: the returned inode number may not be the smallest one in
    * the tree, if the left-most item is a bitmap.    

如果找不到空闲 ino，则激活 btrfs-ino-cache 内核线程来填充 inode map，同时会阻塞当前进程。

从磁盘加载 ino map：load_free_ino_cache
写 ino map 到磁盘：btrfs_write_out_ino_cache

创建 ino map 的 inode：create_free_ino_inode
查找 ino map 的 inode：lookup_free_ino_inode

对于查找操作，会先看 root->cache_inode，这里缓存了 free ino map 的 inode

    　　ino：BTRFS_FREE_INO_OBJECTID

   　　 对应的 struct btrfs_free_space_header
        　　　　key.objectid = BTRFS_FREE_SPACE_OBJECTID;
        　　　　key.offset = 0;
       　　 　　key.type = 0;

定位 inode map 对应的 inode：

* 尚未弄明白的问题
　　* inode map 属于哪课 tree？
　　* free ino map 的 inode 属于哪课 tree？
        　　　　跟对应的 struct btrfs_free_space_header 属于同一棵树，tree_root
　　* ->free_ino_pinned 在什么情况下使用？
　　* btrfs_save_ino_cache 具体会做些什么？

　　* 如果不激活 inode_cache 选项，那么如何管理 ino？