关于BTRFS与EXT4写操作对比及CoW行为追踪的技术咨询

项目背景 #

我是Linux内核新手，正在开展BTRFS与EXT4写操作对比项目，重点研究BTRFS在文件复制时的*Copy-on-Write（CoW）*行为。需要在内核源码中植入printk()记录CoW行为，测试场景如下：

• 在EXT4和BTRFS挂载磁盘中各创建2MB文件
• 分别用cp（EXT4）和cp --reflink=auto（BTRFS）重复复制文件
• 需打印inode号、文件路径及偏移量

已完成的工作 #

1. 追踪VFS写调用
   确定ext4_file_write_iter()和btrfs_file_write_iter()是实际处理写数据的函数，已在ext4_file_write_iter()中添加printk代码（如下），并对BTRFS做了类似修改。结果显示：BTRFS仅原文件触发write()，EXT4复制文件也会触发write()。

   static ssize_t
   ext4_file_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
   {
           struct inode *inode = file_inode(iocb->ki_filp);
           char *pathname = NULL;
           struct file *file = iocb->ki_filp;
           struct path *path = &file->f_path;
   
           pathname = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
           ktime_t time_ktime = ktime_get_real();
           s64 time_ms = ktime_to_ms(time_ktime);
           if (pathname) {
               char *p = d_path(path, pathname, PATH_MAX);
               if (!IS_ERR(p)) {
                   if (strstr(p, "ext4_dir")) {
                       printk(KERN_INFO "EXT4 write: TIME=%llu, PATH=%s, INODE=%lu, OFFSET=%llu\n",
                           time_ms,
                           p,
                           inode->i_ino,
                           iocb->ki_pos);
                   }
               }
               kfree(pathname);
           }
           if (unlikely(ext4_forced_shutdown(EXT4_SB(inode->i_sb))))
                   return -EIO;
   
   #ifdef CONFIG_FS_DAX
           if (IS_DAX(inode))
                   return ext4_dax_write_iter(iocb, from);
   #endif
           if (iocb->ki_flags & IOCB_DIRECT)
                   return ext4_dio_write_iter(iocb, from);
           else
                   return ext4_buffered_write_iter(iocb, from);
   }
   

   但该方式仅记录数据写入内存的时刻，我需要的是记录内存数据写入磁盘的时刻。

2. 尝试ext4_sync_file()失败
   曾在ext4_sync_file()中添加日志，但该函数仅在fsync()调用时触发，不符合当前仅创建并复制文件的测试场景。

3. 当前考虑方向
   计划将printk()植入ext4_bio_write_page()，因为该函数与文件页写入磁盘的操作密切相关。

需求 #

希望纠正上述可能的错误假设，并确认当前方向是否正确。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Winny