D-OS-Ch14gc-Copy_on_Write_File_System

Copy-on-Write File System

Copy-on-write（COW）file system 不在原地覆寫舊 blocks。更新時把新 data / metadata 寫到 free blocks，最後 atomic switch root pointer。

old tree remains valid
write new blocks elsewhere
atomic root switch

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Update Model

修改 file block 時：

1. 新 data 寫到 new block。
2. 指向它的 metadata block 也寫成 new block。
3. 改變一路 propagate 到 root metadata。
4. Atomic update root pointer / uberblock / root inode。

Crash 在 switch 前：舊版本仍有效。Crash 在 switch 後：新版本成為正式狀態。

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Snapshots

保留舊 root pointer 就得到 snapshot。之後 writes 都寫到新 blocks；snapshot 仍指向舊 blocks。

Snapshot 初始成本低；真正佔空間的是 snapshot 後被修改、但舊版本仍需保留的 blocks。

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Tradeoff

• 優點：atomic update、snapshot-friendly、recovery clean，可搭配 checksum 偵測 silent corruption。
• 代價：write amplification、free-space accounting 複雜、可能 fragmentation、需要 ordered writes / atomic root update。

ZFS、Btrfs、APFS、WAFL 類設計都大量使用 COW / write-anywhere 思想；WAFL 見 D-OS-Ch14h-WAFL_File_System。