传统的类Unix文件系统,比如Ext3,都是使用一个间接数据块映射表来记录每一个数据块的分配情况的.但是这种机制对于超大文件的存储是有缺陷的,特别是当对超大文件进行删除和截断操作时.映射表会对每一个数据块进行记录,而一个超大文件将占有很多的数据块,因此造成映射表将变得无比臃肿,难于维护. Ext4引入了一个新的概念,叫做"Extents".一个Extents是一个地址连续的数据块(block)的集合.比如一个100MB的文件有可能被分配给一个单独的Extents,这样就不用像Ext3那…

在[磁盘布局 group部分]已经介绍过ext4的整体布局,其中存在两个与inode有关的名称:inode bitmap和inode table. Inode bitmap,用于表示inode table中对应的inode entry是否已经使用.Bitmap中每个位对应于一个table中inode entry.一个group中Inodebitmap只占用一个block,并且block所有的空间均用于标识inode的使用情况. Inode table至少存放sb.s_inode_size* sb…

ext4文件系统的磁盘布局是先把磁盘分成一个个相同大小的block块(每个block块的大小默认是4K),然后把这些block块合成一个个group. group大小最大为256M(默认为256M),其计算公式: Group_size = (blk_size*8)*blk_size=4096*8*4096= 32768*4096=128M 更详细一点如下,针对第一个group(即group0)而言: Group 功能 占用块数 备注 Group0 padding 1024bytes 仅group…

Meta Block Groups,可以翻译为元块组集. 如果不采用Meta Block Groups特性,在每个冗余备份的超级块的后面是一个完整的(包含所有块组描述符的)块组描述符表的备份.如前所述(group分析中已经说明,group最大为128M,即2^27 bytes),那么一个group全部存储groups元数据,才会有2^27 / 64=2^21个,更何况,也无法全部用来存储groups元数据.这样会产生一个限制,以Ext4的块组描述符大小64 Bytes计算,文件系统中最多只能有2…

微软在推出Win10系统以后,就向Win7和Win8.1系统用户提供了免费升级Win10系统的推送,但是用户在安装Win10系统的时候,却有一部分用户反映,遇到提示“无法安装Windows,因为这台电脑的磁盘布局不受UEFI固件支持”,出现这样的问题是怎么回事呢?这里就让小编来跟大家介绍下,出现这样的问题时我们应该怎样进行解决. 原因分析 Win10系统新增UEFI检测机制,在BIOS开启了UEFI时,如果硬盘分区表格式不是GPT,则会提示无法安装win10,也就是说UEFI+GPT或Legac…

概述           本篇博客主要关注ext2文件系统的磁盘布局,即ext2会在格式化时将磁盘划分成什么样子.   ext2磁盘布局   任何Ext2分区中的第一个块从不受Ext2文件系统的管理,因为这一块是为分区的引导扇区所保留的.Ext2分区的其余部分被分割成块组(block group),每个块组的分布图如下图1所示.正如你从图中所看到的,一些数据结构正好可以放在一块中,而另一些可能需要更多的块.在Ext2文件系统中的所有块组大小相同并被顺序存放,因此,内核可以从块组的整数索引很容易地…

Ext4系统从设计上就认为数据局部性是文件系统的文件系统的一个理想品质. 在机械硬盘上,相关联的数据存放在相近的blocks上,可以使得在访问数据时减少磁头驱动器的移动距离,从而加快IO访问. 在SSD上,没有像磁头一样的移动组件.但是数据局部性可以增大请求大小从而降低请求数量.同时可以尽可能的集中擦写块,从而提高重写速度.对减少碎片也很有帮助. Ext4解决碎片问题的第一个方法是,multi-block allocator.当创建文件时,块分配器会分配8K的磁盘空间给文件,当然,这样做有个假定…

Flexible Block Groups (flex_bg),我称之为"弹性块组",是EXT4文件系统引入的一个feature. 所谓Flexible Block Groups,就是将连续的多个物理block groups绑在一起组成一个逻辑块组,这个逻辑块组就称之为Flex_group(也就是flex_bg). ,那么group0将(按顺序)存放共superblock.group descriptors.group0~3的data block bitmaps.group0~3的in…

从2012年开始,Ext4和jbd2的元数据中都开始加入checksums.特性标识是metadata_csum.Checksum算法是在super_block中指定: struct ext4_super_block { - __u8    s_log_groups_per_flex;  /* FLEX_BG group size */ __u8   s_checksum_type;  /* metadata checksum algorithm used */ - } 但是在当前版本(3.13…

延迟块组初始化,Ext4的新特性.如果对应的特性标识uninit_bg置位,那么inode bitmap和inode tables就不会初始化. 延迟块组初始化特性特性可以减少格式化耗时. 延迟块组初始化特性,默认是开启的. root@ubuntu:~# time mkfs.ext4 -F /dev/sdc - real    0m0.838s user    0m0.072s sys     0m0.328s root@ubuntu:~# debugfs /dev/sdc debugfs 1.…

在linux系统中,任何一个文件,都有一个inode与其对应,也就是说,在一个文件系统中,一个文件都有唯一的ino来标示他,那么在ext4系统中,ino是如何确定的哪? 当我们新创建的文件或目录时,会调用ext4_create函数,其调用路径是:ext4_create -> ext4_new_inode.就是在函数ext4_new_inode定义了inode->ino. 分析函数ext4_new_inode相关部分 struct inode *__ext4_new_inode(handle_t…

Ext4预留了一些inode做特殊特性使用,见下表: inode Purpose 0 不存在,Ext4中不存在inode 0. 1 存放损坏的数据块链表 2 根目录 3 User quota. 用户quota索引 4 Group quota. 组quota索引 5 Boot loader. 6 Undelete directory. 未删除的目录 7 预留的块组描述符inode. (用于调整inode数目) 8 日志inode索引 9 The "exclude" inode, for…

如果sparse_super特性flag被设置(即开启了sparse_super特性),那么super_block和组描述符的副本只会保存在group索引为0或3.5.7的整数幂. 如果没有设置sparse_super特性flag,super_block和组描述符的副本将保存在每一个group中. 创建一个5g的分区,格式化为ext4卷: root@ubuntu:~# mkfs.ext4 /dev/sdc mke2fs 1.42 (29-Nov-2011) /dev/sdc is entire…

ext4文件系统最基本的分配单元是"block"(块). block是由一组连续的sectors来组成,其大小介于1k~4K之间,当然不可能是任意值,只能是2的整数次幂个sectors.然后连续的blocks再组成group.Block的大小是在mkfs时指定的,默认是4K. 默认情况下,系统可以含有2^32个blocks,到那时如果开启"64bit"特性,可以支持2^64个blocks. 其相关指标见下图: Item 32-bit mode 1KiB 2KiB 4…

在linux上格式化一个磁盘分区时,出现如下错误 root@d:~# mkfs.ext4 /dev/sdb1 mke2fs 1.41.12 (11-May-2015) mkfs.ext4: inode_size (128) * inodes_count (0) too big for a filesystem with 0 blocks, specify higher inode_ratio (-i) or lower inode count (-N). 原因: /dev/sdb1  是扩展分区…

参考:/sys 和 /dev 区别 Linux磁盘管理——虚拟文件系统 Directory tree Linux内的所有数据都是以文件的形态来呈现的,所以整个Linux系统最重要的地方就是directory tree.directory tree就是以根目录 / 为主,然后向下呈现分支状的目录结构的一种文件架构. directory tree读取 inode 本身并不记录文件名,文件名的记录是在目录的 block 当中.当我们要读取某个文件时,必然会经过目录的 inode 与 block ,然后…

[root@appserver ~]# df -h /*查看现有分区情况*/文件系统 容量 已用 可用 已用%% 挂载点/dev/vda1 9.9G 8.2G 1.2G 88% /tmpfs 3.9G 100K 3.9G 1% /dev/shm/dev/sr0 368K 368K 0 100% /media/CDROM[root@appserver ~]# fdisk -l /*查看现有DISK*/ Disk /dev/vda: 10.7 GB, 10737418240 bytes255 hea…

 在文件系统中,当需要执行写操作时,肯定是需要查找需要写入的块.那么如何查找块哪? 在Ext4系统中,有两个函数是可能执行查找操作的:ext4_getblk().ext4_get_block(). 其中ext4_getblk(),原型如下: structbuffer_head *ext4_getblk(handle_t *handle, struct inode *inode, ext4_lblk_tblock, int create, int *errp) 该函数的主要功能:基于给定的in…

接着上一篇博文,继续分析Ext4磁盘布局中的元数据. 1.7 超级块 超级块记录整个文件系统的大量信息,如数据块个数.inode个数.支持的特性.管理信息,等待. 如果设置sparse_super特性标志,超级块和块组描述符表的冗余备份仅存放在编号为0或3.5.7的幂次方的块组中.如果未设置sparse_super特性标志,冗余备份存在与所有的块组中.以下是2.6.32.18内核中对Ext4超级块的描述: 3.0的内核中,Ext4的超级块加入了以下相关元数据:快照.文件系统错误处理相关.挂载选项…

1.http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-read/    (IBM read系统调用剖析) 2.http://lenky.info/archives/2012/02/02/996 (ext4 磁盘布局) 3.http://lenky.info/archives/2012/02/02/990 (ext4 日志关闭) 4.淘宝IO博客 http://blog.tao.ma/?p=36#comment-193 http://blog.tao.…

大磁盘使用问题 问题:当所要挂载的设备大于16T的时候,可以用parted正常分区,但是分区完成之后,无法格式化, 报错:Size of device /dev/sdb1 too big to be expressed in 32 bits using a blocksize of 4096 解决方式 1)vim /etc/mke2fs.conf vim /etc/mke2fs.conf [fs_types] ext3 = { features = has_journal } ext4 = {…

ext4作为Linux下的文件系统因其简单性.易管理性.兼容性强等特定,深受大多数用户喜欢,并且作为大多数Linux发行版中的默认文件系统.但是随着现在文件数目的增多以及文件数据的增大,ext4文件系统显得力不从心, 虽然ext4添加了很多的新的特性, 比如extent.bigalloc等,但是比不上XFS等文件系统,目前RedHat中的默认文件系统更改为了XFS,XFS在目前大数据环境下表现性能优于ext4,原始的XFS是针对于高端计算机用户,当然其他优秀的文件系统Btrfs.ZFS正在不断开…

JFS 文件系统概述及布局分析 日志文件系统如何缩短系统重启时间 如果发生系统崩溃,JFS 提供了快速文件系统重启.通过使用数据库日志技术,JFS 能在几秒或几分钟之内把文件系统恢复到一致状态,而非日志文件系统却要花上几小时甚至几天才能完成.本白皮书对 JFS 体系结构作了概述,并且描述了可在 developerWorks 网站上找到的 JFS 技术的设计特性.潜在限制以及管理实用程序. 日志文件系统 (JFS) 提供了基于日志的字节级文件系统,该文件系统是为面向事务的高性能系统而开发的.它具有…

HACK #18 向ext4转换 ext4可以与ext2/ext3在后台进行互换.这里将介绍从ext2/ext3转换的方法以及转换时的注意事项.转换有两种方法可以将ext2/ext3的磁盘映像作为ext4来使用.1.直接作为ext4挂接执行下列命令,就可以将ext2/ext3的磁盘映像/dev/sdb1作为ext4挂载到/mnt. # mount -t ext4 /dev/DEV MOUNTPOINT 通过上述方法,ext4的多块分配.延迟分配等功能也可以使用,因此性能比ext2/ext3更高.…

本文描述Ext4文件系统磁盘布局和元数据的一些分析,同样适用于Ext3和Ext2文件系统,除了它们不支持的Ext4的特性外.整个分析分两篇博文,分别概述布局和详细介绍各个布局的数据结构及组织寻址方式等.感兴趣的看官敬请留意和指导! 1. Ext4文件系统布局综述 一个Ext4文件系统被分成一系列块组.为减少磁盘碎片产生的性能瓶颈,块分配器尽量保持每个文件的数据块都在同一个块组中,从而减少寻道时间.以4KB的数据块为例,一个块组可以包含32768个数据块,也就是128MB. 1.1 磁盘布局 Ex…

ioctl源码分析之交换两个文件的物理extents 1. 交换两个文件的extents Ext4 的EXT4_IOC_MOVE_EXT命令用于交换两个文件的extents,实际上是交换两个文件的对应逻辑长度的数据的物理存储空间(见下图),也是EXT4文件系统碎片整理的基础. 用户可以通过ioctl函数使用Ext4文件系统的Ioctl命令EXT4_IOC_MOVE_EXT将用户指定交换的两个文件及交换的范围的相关信息struct move_extent的地址传给ioctl的第三个参数unsign…

ext4文件系统delayed allocation相关研究 最近在一个项目上测试录音时,发现有丢数据的现象.通过串口发现打出了很多overrun的log. overrun是驱动层给上层应用的一个通知,告诉上层数据取的太慢了,buffer被塞满了. 如果buffer塞满之后,上层仍不能及时取走数据,自然会导致数据丢失. 上层应用取数据过慢,能想到的有两个原因: 1.cpu繁忙,录音进程不能及时抢占到cpu. 2.录音进程写文件时速度过慢. 通过top命令,发现cpu并不繁忙,排除了第一种可能.…

我们的电脑想要快速开机,需要具备三个条件:第一是主板支持UEFI,二是系统支持UEFI(Win8),最后就硬盘需要采用GPT分区. GPT分区全名为Globally Unique Identifier Partition Table Format,即全局唯一标示磁盘分区表格式.GPT还有另一个名字叫做GUID分区表格式,我们在许多磁盘管理软件中能够看到这个名字.而GPT也是UEFI所使用的磁盘分区格式. GPT分区的一大优势就是针对不同的数据建立不同的分区,同时为不同的分区创建不同的权限.就如其…

[ext4]01 磁盘布局 - block分析 [ext4]02磁盘布局 - group分析 [ext4]03 磁盘布局 – Flexible group分析 [ext4]04 磁盘布局 - Meta Block Groups [ext4]05 磁盘布局 - 延迟块组初始化 [ext4]06 磁盘布局 - 特殊inode [ext4]07 磁盘布局 - 块/inode分配策略 [ext4]08 磁盘布局 - CheckSums [ext4]09 磁盘布局 - superblock备份机制 [ex…

Linux入门之 磁盘管理与挂载   在我们使用计算机或者是服务器时,总会需要接入外部存储的时候,正如我们使用的移动硬盘.U盘.接入手机等,就是一个接入外部存储的过程.上述这些在接入Windows时我们都能看到系统会自动安装驱动,接着就可以直接使用了.但是在LInux下,我们若想手动接入一块硬盘,有四个步骤: 1.磁盘分区 2.格式化 3.挂载 4.存储和读取 磁盘   磁盘是指利用磁记录技术存储数据的存储器.磁盘是计算机主要的存储介质,可以存储大量的二进制数据,并且断电后也能保持数据不丢失.…