ext4
Linux系統下的日誌檔案系統
第四代擴充套件檔案系統（英語：Fourth extended filesystem，縮寫為ext4）是Linux系統下的日誌檔案系統，是ext3檔案系統的後繼版本。
| 開發者 | Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, Sam Naghshineh, others |
|---|---|
| 全稱 | Fourth extended file system |
| 發佈 | 穩定版： 2008年10月21日 不穩定版： 2006年10月10日 (Linux 2.6.28, 2.6.19) |
| 分區標識 | 0x83（MBR） EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7（GPT） |
| 結構 | |
| 目錄內容 | 鏈結串列, hashed B-tree |
| 檔案分配 | Extents/Bitmap |
| 壞塊 | 表格 |
| 限制 | |
| 最大檔案尺寸 | 16 TiB（for 4k block filesystem） |
| 最大檔案數量 | 40億（在檔案系統建立時指定） |
| 最長檔名 | 256位元組 |
| 最大卷容量 | 1 EiB |
| 檔案名字符集 | 除NULL（'\0'）和 '/'外之所有字元（大小寫敏感） |
| 功能 | |
| 日期記錄 | 修改（mtime），屬性修改（ctime），讀取（atime），刪除（dtime），建立（crtime） |
| 日期範圍 | 1901年12月14日 - 2514年4月25日 |
| 日期解像度 | 納秒 |
| 岔流 | 否 |
| 屬性 | extents, noextents, mballoc, nomballoc, delalloc, nodelalloc, data=journal, data=ordered, data=writeback, commit=nrsec, orlov, oldalloc, user_xattr, nouser_xattr, acl, noacl, bsddf, minixdf, bh, nobh, journal_dev |
| 檔案系統權限 | POSIX |
| 透明壓縮 | 否 |
| 透明加密 | 否 |
| 單一實例儲存（SIS） | 否 |
| 作業系統支援 | Linux、Android、Windows（通過Ext2Fsd） |
歷史
ext4原始的開發目標是一系列的向下相容ext3、移除其64位元限制與提升其效能的延伸套件[1]。然而，某些Linux開發者因穩定性原因而拒絕將這些延伸套件應用在ext3上[2]，並要求其作為ext3的分支，改名為ext4並另行開發，以免影響到目前的ext3用戶。該要求被接受以後，ext3維護者曹子德（Theodore Ts'o）在2006年6月28日公開了ext4的開發計劃[3]。
在Linux核心2.6.19版中，首次匯入ext4的一個先期開發版本[4]。在2008年10月11日，ext4被當成穩定版本，加入Linux 2.6.29版的原始碼中，ext4的開發階段進入尾聲[5]。2008年12月25日，Linux 2.6.29版公開釋出之後，ext4成為Linux官方的建議預設檔案系統。
2010年1月15日，Google宣佈將他們公司使用的檔案系統，由ext2，升級為ext4。在同年12月14日，Google也宣佈他們將在Android 2.3版中，使用ext4來取代之前的YAFFS。
特色
- Extents
- ext4引進了Extent檔案儲存方式，以取代ext2/3使用的block mapping方式。Extent指的是一連串的連續實體block，這種方式可以增加大型檔案的效率並減少分裂檔案。ext4支援的單一Extent，在單一block為4KB的系統中最高可達128MB[1]。單一inode中可儲存4筆Extent；超過四筆的Extent會以Htree方式被索引。
- ext3檔案系統可以部分向上相容於ext4（也就是說ext4檔案系統可以被掛載為ext3分區）。然而若是使用到Extent技術的ext4將無法被掛載為ext3。
- 預留空間
- ext4允許對一檔案預先保留磁碟空間。目前大多數檔案系統做到這點的方式是直接產生一個填滿0的檔案；ext4和XFS可以使用Linux核心中的一個新的系統呼叫「fallocate()」取得足夠的預留空間。
- 延遲取得空間
- ext4使用一種稱為allocate-on-flush的方式，可以在資料將被寫入磁碟（sync）前才開始取得空間；大多數檔案系統會在之前便取得需要的空間。這種方式可以增加效能並減少檔案分散程度。
- 突破32000子目錄限制
- ext3的一個目錄下最多只能有32000個子目錄。ext4的子目錄最高可達64000，且使用「dir_nlink」功能後可以達到更高（雖然父目錄的link count會停止增加）。為了避免效能受到大量目錄的影響，ext4預設開啟Htree（一種特殊的B樹）索引功能。該功能已經實作於Linux核心2.6.23版。
- 紀錄檔校驗和
- Ext4使用校驗和特性來提高檔案系統可靠性，因為紀錄檔是磁碟上被讀取最頻繁的部分之一。這個特性還有一個好處就是可以安全地避免紀錄檔處理時磁碟I/O的等待，而稍微提高一些效能。紀錄檔校驗和的技術源於威斯康辛大學的一篇名為IRON File Systems的研究論文（見第六節transaction checksums校驗和處理）[7]
參見
參考資訊
- ^ 1.0 1.1 Mathur, Avantika; Cao, MingMing; Bhattacharya, Suparna; Dilger, Andreas; Tomas, Alex; Vivier, Laurent. The new ext4 filesystem: current status and future plans (PDF). Proceedings of the Linux Symposium. Ottawa, ON, CA: Red Hat. 2007 [2008-01-15].[永久失效連結]
- ^ Torvalds, Linus. extents and 48bit ext3. LKML. 2006-06-09 [2009-10-23]. （原始內容存檔於2017-08-22）.
- ^ Ts'o, Theodore. Proposal and plan for ext2/3 future development work. LKML. 2006-06-28 [2009-10-23]. （原始內容存檔於2009-02-19）.
- ^ Leemhuis, Thorsten. Higher and further: The innovations of Linux 2.6.28（page 2）. Heise Online. 2008-12-23 [2010-01-09]. （原始內容存檔於2009-01-03）.
- ^ ext4: Rename ext4dev to ext4. Linus' kernel tree. [2008-10-20]. （原始內容存檔於2019-12-10）.
- ^ Migrating to Ext4. DeveloperWorks. IBM. [2008-12-14]. （原始內容存檔於2008-12-01）.
- ^ Vijayan Prabhakaran; et al. IRON File Systems (PDF). CS Dept, University of Wisconsin. [2009-10-23]. （原始內容存檔 (PDF)於2010-06-15）.
- ^ ext4新功能#在线磁盘碎片整理. [2010-09-07]. （原始內容存檔於2018-01-10）.
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