xfs 的一些工具使用

[root@localhost caq]# xfs_db -c frag -r /dev/sdaw
actual , ideal , fragmentation factor 82.56%
Note, this number is largely meaningless.
Files on this filesystem average 5.73 extents per file
[root@localhost caq]# xfs_fsr /dev/sdaw
/mnt/K4HUWARB start inode=

[root@localhost caq]#
[root@localhost caq]#
[root@localhost caq]# xfs_db -c frag -r /dev/sdaw
actual , ideal , fragmentation factor 14.79%
Note, this number is largely meaningless.
Files on this filesystem average 1.17 extents per file

在碎片化整理之前，碎片化率为82.56%，一般来说，碎片化率高于45%，则建议整理，一来连续的块可以提高读的性能，二来可以省出很多block。

除了xfs_fsr,还有很多有用的工具。

xfs_admin      xfs_db         xfs_freeze     xfs_info       xfs_logprint   xfs_mkfile     xfs_repair
xfs_bmap       xfsdump        xfs_fsr        xfsinvutil     xfs_mdrestore  xfs_ncheck     xfsrestore
xfs_copy       xfs_estimate   xfs_growfs     xfs_io         xfs_metadump   xfs_quota      xfs_rtcp

用的最多的是xfs_repair,xfs_check,xfs_db.

xfs_info的使用：

[root@localhost caq]# xfs_info /dev/sdaw
meta-data=/dev/sdaw              isize=    agcount=, agsize= blks
         =                       sectsz=   attr=
data     =                       bsize=   blocks=, imaxpct=
         =                       sunit=    swidth= blks
naming   =version               bsize=   ascii-ci=
log      =internal               bsize=   blocks=, version=
         =                       sectsz=   sunit= blks, lazy-count=
realtime =none                   extsz=   blocks=, rtextents=

可以看出，sdaw有4个AG，block个数为 488378646，每个AG管理的block数量为总数量/4, 扇区大小为512，

swidth=0  条带参数，raid使用。

该挂载点的xfs的日志记录在内部，有些设备上面既有慢速的机械盘，又有快速的ssd甚至nvme盘，则可以把慢速设备的xfs日志放在nvme上，可以提高性能。

[root@localhost caq]# xfs_info -V
xfs_info version 3.1.

xfs_admin 的使用：

该工具能修改xfs文件系统参数

设置uuid      xfs_admin –U uuid /dev/sdc

设置label    xfsadmin –L label /dev/sdc

xfs_db工具能打印和修改未mount的，xfs元数据结构体：

xfs_db /dev/sdc

xfs_db> sb

xfs_db> p

magicnum = 0x58465342

blocksize = 4096

dblocks = 524288

修改：xfs_db -x -c 'sb 0' -c 'write dblocks 0' /dev/sdc

查看文件inode xfs_db> inode 131

xfs_db> p

core.magic = 0x494e

core.mode = 0100644

core.version = 2

打印文件系统剩余空间：

xfs_db> freesp
   from      to extents  blocks    pct
                          0.00
                            0.00
                     0.00
                      0.00
                        0.00
                       0.00
                    0.00
                     0.00
                    0.00
                 0.02
               0.13
               0.29
              0.63
             0.76
             0.99
            1.46
            0.22
          95.50

打印原始16进制数据:

xfs_db> type text

xfs_db> p

00:  49 4e 81 ed 02 02 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00  IN..............

10:  00 00 00 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01  ................

20:  54 a2 14 e5 01 bb 2a 29 54 a2 14 e5 02 72 45 2a  T.......T....rE.

30:  54 a2 14 e5 02 72 45 2a 00 00 00 00 00 00 22 4c  T....rE........L

40:  00 00 00 00 00 00 00 03 00 00 00 00 00 00 00 01  ................

…..

xfs对block的管理是通过分级来管理数据的，扇区，块，et，ag。

其中：sector<block<extent<ag

typedef struct xfs_agf {
    /*
     * Common allocation group header information
     */
    __be32        agf_magicnum;    /* magic number == XFS_AGF_MAGIC */
    __be32        agf_versionnum;    /* header version == XFS_AGF_VERSION */
    __be32        agf_seqno;    /* sequence # starting from 0 */
    __be32        agf_length;    /* size in blocks of a.g. */
    /*
     * Freespace information
     */
    __be32        agf_roots[XFS_BTNUM_AGF];    /* root blocks */
    __be32        agf_spare0;    /* spare field */
    __be32        agf_levels[XFS_BTNUM_AGF];    /* btree levels */
    __be32        agf_spare1;    /* spare field */

    __be32        agf_flfirst;    /* first freelist block's index */
    __be32        agf_fllast;    /* last freelist block's index */
    __be32        agf_flcount;    /* count of blocks in freelist */
    __be32        agf_freeblks;    /* total free blocks */

    __be32        agf_longest;    /* longest free space */
    __be32        agf_btreeblks;    /* # of blocks held in AGF btrees */
    uuid_t        agf_uuid;    /* uuid of filesystem */------------------------------以下字段在2.6.32版本中没看到，3.10对应的xfs模块有，中间版本没对比过

    /*
     * reserve some contiguous space for future logged fields before we add
     * the unlogged fields. This makes the range logging via flags and
     * structure offsets much simpler.
     */
    __be64        agf_spare64[];

    /* unlogged fields, written during buffer writeback. */
    __be64        agf_lsn;    /* last write sequence */
    __be32        agf_crc;    /* crc of agf sector */
    __be32        agf_spare2;

    /* structure must be padded to 64 bit alignment */
} xfs_agf_t;

可以查看一个agf对比下：

[root@localhost caq]# xfs_db /dev/sdaw
xfs_db> agf
xfs_db> p
magicnum = 0x58414746--------------对比agf_magicnum字段
versionnum = 1---------------------对比agf_versionnum字段
seqno = 0--------------------------对比agf_seqno
length = 30523648------------------对比agf_length
bnoroot = 144----------------------agf_roots
cntroot =
bnolevel =
cntlevel =
flfirst =
fllast =
flcount =
freeblks = 29067437----------------空闲的block数
longest = 28900480-----------------最大的空闲段长度
btreeblks =
uuid = 6c46ba7a-03b6-46bc-912c-7bac04aafe92
lsn = 0xd000484b0
crc = 0x37a41d5b (correct)----------crc字段

查看144这个block的信息：

xfs_db> fsblock
xfs_db> p
:   ffffffff ffffffff   0000000d 000484b0
: 6c46ba7a 03b646bc 912c7bac 04aafe92  8e0f24fb
:  0000006a 000006a4 0000005c  000002f9 000049a4 0000005c
: 00006a24 0000005c 00006f24 00001cdc 00008d00
: 00015b00 00000f00 00016a01 0000007f 0001aa80 00002d00
0a0: 00031f80      00043b88
0c0: 0004b704 0000007c 0004f780     0000037c
0e0:     0009a680  000a6a80
: 000aab80 00000c00 000ab880  000b6c80  000c6e80
: 000d7480  000df088 000000f8 000e3184 0000007c 000f7200 00000f80
:    00003f80    00003c00
: 0016c480    0018c480 01b8fc80 0018c480 01b8fc80
: 0018c480 01b8fc80 0018c480 01b8fc80 0018c480 01b8fc80 001a1e00 01b7a300
1a0: 001a2500 01b79c00 001a2b00 01b79600 001a3100 01b79000 001a3100 01b79000
1c0: 001a3900 01b78800 001a3900 01b78800 001a3b00 01b78600 001a4100 01b78000

这样打印不明显，可以跟printf一样，格式化，

xfs_db> fsblock
xfs_db> type bnobt-----------------指定打印的type类型
xfs_db> p
magic = 0x41423342-----------------这个可以看到，和上图直接打印的magic是一样的，就是‘ABTB’
level = 0--------------------------表示叶子节点，1表示中间节点
numrecs = 40-----------------------本叶子节点管理的空闲block块，就是recs的数组中有效的元素个数
leftsib = null
rightsib = null
bno =
lsn = 0xd000484b0
uuid = 6c46ba7a-03b6-46bc-912c-7bac04aafe92
owner =
crc = 0x8e0f24fb (correct)
recs[-] = [startblock,blockcount] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,] :[,]

查看xfs超级块的一些信息：

[root@localhost /]# xfs_db  /dev/sdaw
xfs_db> sb 0-----------------超级块
xfs_db> p
magicnum = 0x58465342--------这个就是XFSB的acsii码
blocksize = 4096-------------逻辑块大小
dblocks = 976754646----------磁盘总块数，块数*块大小就是磁盘的空间了
rblocks =
rextents =
uuid = 6c46ba7a-03b6-46bc-912c-7bac04aafe92
logstart =
rootino = 1024---------------根节点inode号
rbmino =
rsumino =
rextsize =
agblocks = 30523648----------每个AG的块数量，
agcount = 32-----------------32个AG，和AG块数乘起来就是块总数
rbmblocks =
logblocks = 476930-----------日志块数
versionnum = 0xbda5
sectsize =
inodesize =
inopblock = 8----------------每个block可以存储的inode的个数，4096/512=8
fname = "\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000"--------------文件系统的名称
blocklog = 12----------------2的12次方，这个可以和page的shift类比，
sectlog = 12-----------------sector大小的log表示，
inodelog = 9-----------------inode大小的log表示
inopblog = 3-----------------每个block可以存储的inode的log表示，
agblklog = 25----------------每个ag可以管理的blcok个数的log表示，这个存在向上取整
rextslog =
inprogress =
imax_pct =
icount =
ifree =
fdblocks =
frextents =
uquotino = null
gquotino = null
qflags =
flags =
shared_vn =
inoalignmt =
unit =
width =
dirblklog =
logsectlog =
logsectsize =
logsunit =
features2 = 0x18a
bad_features2 = 0x18a
features_compat =
features_ro_compat =
features_incompat = 0x1
features_log_incompat =
crc = 0xd0deb599 (correct)
spino_align =
pquotino = null
lsn = 0xd00048528
meta_uuid = ----

xfs的加载过程及常见维护的队列：

Xfs加载ko入口函数在init_xfs_fs，主要申请xfs内核模块使用的内存资源，注册xfs文件系统。
常驻内存工作队列说明：
[xfsalloc] 模块加载产生，用于文件申请extent的时候，调用__xfs_bmapi_allocate,分配extent。
[xfs_mru_cache] 模块加载产生，用于访问MRU (Most Recently Used) Cache的时候使用。
[xfslogd]模块加载产生，xfs_buf的IO结束调用 b_iodone_work的队列。

产生阶段为mount阶段，此时会有指定的实例，挂载点，设备号等。
[xfs-data/sdc]mount产生,数据IO的异步操作队列，directIO结束的时候调用io_work。
[xfs-conv/sdc] mount产生,数据IO的异步操作队列，bufIO结束时候调用io_work。
[xfs-cil/sdc] mount产生,push日志的工作队列，用于xfs_trans_commit将事务提交到日志里。
[xfsaild/sdc] mount产生, xfs_log_worker触发，将脏节点push到buf，再将buf下盘，umount的时候也经常调用类似流程，如 xfs_ail_push_all_sync 函数。

参考资料：

http://oss.sgi.com

http://xfs.org/

https://access.redhat.com/

中兴OS团队的相关GPL文档。