Ext4文件系统架构分析(三) ——目录哈希、扩展属性与日志

struct dx_root



Htree的内部节点： struct dx_node



Htree 树根和节点中都存在的 Hash map： struct dx_entry

1.20 扩展属性EA

扩展属性（xattrs）通常存储在磁盘上的一个单独的数据块中，通过inode.i_file_acl*引用。扩展属性的第一应用是存储文件的ACL以及其他安全数据(selinux)。使用user_xattr挂载选项就可为用户存储以“user”开头的所有扩展属性。这样的限制在3.0内核中已经消失。

可以在两个地方找到扩展属性：一是在一个inode项结尾到下一个inode项开头的地方；二是inode.i_file_acl指向 的数据块之中，到3.0为止，这个数据块中不包含指向第二个扩展属性数据块的指针。理论上可以将每个属性值存储到一个单独的数据块中，但是3.0内核为止仍然没有这样做。

当扩展属性不存储在一个inode之后的时候，就会有一个头部ext4_xattr_ibody_header



扩展属性数据块的开头是ext4_xattr _header



紧跟在ext4_xattr_ibody_header或者ext4_xattr _header后面的是结构数组 struct ext4_xattr_entry



扩展属性值可以紧跟在ext4_xattr_entry项表后面。考虑4 bytes对齐。扩展属性值从扩展属性数据块的末尾开始向ext4_xattr _header / ext4_xattr_entry表的方向增长。当发生溢出时，溢出的部分放到一个单独的磁盘数据块上。

1.21 日志（JBD2）

文件系统在磁盘上保留一段小的连续区域(默认128MB)，作为尽可能需要快速写入磁盘的“重要”数据的存放地。一旦该重要数据事务完全写到磁盘，将其从磁盘写缓存中刷出。被提交的数据一份记录也被写到日志。一段时间后，日志在擦除提交记录前将事务写到它们在磁盘上的最终位置(可能包含大量的寻道或者大量的读-写-擦除)。

从性能方面考虑，Ext4默认直接将文件系统元数据写到日志。因而不能保证文件数据块的一致性。

日志的inode为8。日志inode的前68 bytes复制了ext4 超级块。日志文件在文件系统中是普通文件，但是隐藏不可见。日志文件通常消耗一个完整的块组，可以通过mke2fs将日志文件放在磁盘的中间。

Ext4和Ocfs2都使用JBD2。

1.21.1 布局

日志布局



一个事务以描述符和一些数据或者block revocation链表开始。一个结束的事务总是以一个提交块结束。如果没有提交记录（或者校验和不匹配），事务在日志重演的时候将被丢弃。

1.21.2 数据块头部

日志中的每个数据块的开头都是一个12 bytes的数据结构 struct journal_header_s

1.21.3 超级块

日志的超级块比Ext4的超级块简单。保存在日志的超级块中是日志的关键数据。日志超级块使用数据结构struct journal_superblock_s表示，大小为1024 bytes。

1.21.4 描述数据块Descriptor Block

Descriptor Block包含一个日志数据块tags的数组，这些tags描述了日志中接下来的数据块的最终位置。



日志数据块tags具有如下格式：由数据结构struct journal_block_tag_s表示，可以是8，12，24或38bytes。

1.21.5 数据块Data Block

存放的是通过日志写到磁盘的数据块。但是如果数据块的前4 bytes与jbd2的魔数匹配，那么这些4 bytes用0代替，并且在Descriptor Block中设置escaped。