ext2文件系统 - mke2fs

  上一遍博文的重点其实将ext2整体的组织框架,我们知道了ext2文件系统由块组组成,每个块组里面的组织形式。我们甚至直接把超级块和组描述符里面的内容,用十六进制形式展现了出来。这篇博文主要讲述如何mke2fs生成合适需要的ext2 文件系统,基本就是参数选择的问题。
 
     mke2fs 常用的几个参数有:
 
    1)    -b     block-size .
 
    块大小是ext2文件系统比较重要的一个参数,目前只支持1024、2048和4096。上篇博文讲到了其中的一点,就是块大小决定了每个块组最多管理多少个block块。因为块组中用1个block作为位图来之时该块组的某一块是否空闲。
 
      1024----最多有8K个块----------块组大小为8M字节   (1024字节/block*8K块)
      2048----最多有16K个块---------块组大小为32M字节
      4096----最多有32K个快----------块组大小为128M字节
 
    说block-size重要,不光是因为他决定了块组的一些属性,她还决定了一个ext2文件的属性(最大长度)。我们知道Inode中有个长度为15的数组指向文件的数据存储的块。前12个为直接指针,指向了数据所在的block块。第13 个数组元素是1级间接指针,第14个数组元素为二级间接指针,第15个元素为三级间接指针,通过间接指针,ext2支持的文件最大长度获得了极大的扩展。
    文件的组织形式不是这篇博文的重点,我们掠过不细讲
表 1. 各种数据块对应的文件寻址范围
块大小 直接寻址 间接寻址 二次间接寻址 三次间接寻址
1024 12KB 268KB 64.26MB 16.06GB
2048 24KB 1.02MB 513.02MB 265.5GB
4096 48KB 4.04MB 4GB ~ 4TB
    默认情况下为1024。blocksize决定了,总的块数也就决定了(在磁盘空间一定的情况下。比如我们空间就是500MB)。
  1. linux-tods:/mnt/bean # mke2fs /dev/loop0
  2. mke2fs 1.41.9 (22-Aug-2009)
  3. Filesystem label=
  4. OS type: Linux
  5. Block size=1024 (log=0)
  6. Fragment size=1024 (log=0)
  7. 128016 inodes, 512000 blocks
  8. 25600 blocks (5.00%) reserved for the super user
  9. First data block=1
  10. Maximum filesystem blocks=67633152
  11. 63 block groups
  12. 8192 blocks per group, 8192 fragments per group
  13. 2032 inodes per group
  14. Superblock backups stored on blocks:
  15. 8193, 24577, 40961, 57345, 73729, 204801, 221185, 401409
  16. Writing inode tables: done
  17. Writing superblocks and filesystem accounting information: done
  18. This filesystem will be automatically checked every 26 mounts or
  19. 180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
 
或者
linux-tods:/mnt/bean # tune2fs -l /dev/loop0
tune2fs 1.41.9 (22-Aug-2009)
Filesystem volume name:   <none>
Last mounted on:          <not available>
Filesystem UUID:          8feecddf-756d-427f-9018-7993119aced5
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      ext_attr resize_inode dir_index filetype sparse_super
Filesystem flags:         signed_directory_hash 
Default mount options:    (none)
Filesystem state:         clean
Errors behavior:          Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              128016
Block count:              512000
Reserved block count:     25600
Free blocks:              493526
Free inodes:              128005
First block:              1
Block size:               1024
Fragment size:            1024

用户可以修改成4096,这样的话,总块数一会跟着变化从512000变成了128000.

  1. linux-tods:/mnt/bean # mke2fs -b 4096 /dev/loop0
  2. mke2fs 1.41.9 (22-Aug-2009)
  3. Filesystem label=
  4. OS type: Linux
  5. Block size=4096 (log=2)
  6. Fragment size=4096 (log=2)
  7. 128000 inodes, 128000 blocks
  8. 6400 blocks (5.00%) reserved for the super user
  9. First data block=0
  10. Maximum filesystem blocks=134217728
  11. 4 block groups
  12. 32768 blocks per group, 32768 fragments per group
  13. 32000 inodes per group
  14. Superblock backups stored on blocks:
  15. 32768, 98304
  16. Writing inode tables: done
  17. Writing superblocks and filesystem accounting information: done
  18. This filesystem will be automatically checked every 39 mounts or
  19. 180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
---------------------------------------------------------------------------------------------------
     2)  -m reserved-blocks-percentage
    
    为超级用户保留的块的比例。为了防止所有的块都被用光,某些情况下启动不起来,必须要为超级用户保留一定比例的块,这个值默认是5%。下面是上篇博文中默认参数中的保留块。
 
           block总数*%5 = 保留块的块数。
           Block count: 512000
           Reserved block count: 25600
 
    下面看下我将它参数修改成10%:可以看到,Reserved block count变成了51200 。 一般来说这个参数不需要改变。
  1. linux-tods:/mnt/bean # mke2fs -m 10 /dev/loop0
  2. mke2fs 1.41.9 (22-Aug-2009)
  3. Filesystem label=
  4. OS type: Linux
  5. Block size=1024 (log=0)
  6. Fragment size=1024 (log=0)
  7. 128016 inodes, 512000 blocks
  8. 51200 blocks (10.00%) reserved for the super user
  9. First data block=1
  10. Maximum filesystem blocks=67633152
  11. 63 block groups
  12. 8192 blocks per group, 8192 fragments per group
  13. 2032 inodes per group
  14. Superblock backups stored on blocks:
  15. 8193, 24577, 40961, 57345, 73729, 204801, 221185, 401409
  16. Writing inode tables: done
  17. Writing superblocks and filesystem accounting information: done
  18. This filesystem will be automatically checked every 23 mounts or
  19. 180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

       3    -i bytes-per-inode
       
   
 这个参数是我认为是比较重要的一个参数。这个参数乍一看看不懂是干嘛的,深入理解linux内核讲到mke2fs的时候,说缺省选项是每8192个字节的组分配一个inode。第一次看,没看懂啥意思。毕竟不如blocksize这么通俗易懂。后来我才明白了。(另外,这个参数ULK是错的,我测试了,我mke2fs默认为4096字节每inode)
 
   
这个参数的含义是多少个字节分配一个inode。这个参数反映的是,我们对储存在我们文件系统上的每个文件大小的期许。换句话说,我们期待,每个文件都是4096个字节左右,每个文件需要一个inode。所以我们一共需要500M/4096=12800个inode。
 
   
举例说明,如果我打算在我这个ext2存储的文件都很小,比如说大多数文件都小于1K。那么如果这个-i的值为8192的话,就会出现下面的情况:总共有512000个块却只有64008个inode。
如果你还没体会到我的意思,那么看Group 0 ,1000个左右的free inode,但是有近8000个free block
。根据我的设定,我的文件大多数比较小,那么,当我的文件个数达到1000个时 free inode先用完了,Group 0
还有近7000个块空闲。 也就是说选错了 -i参数使我的inode先用完了。那么就算有大把的free block,你也无法创建文件了。
 
    OK,这个参数的取值范围是 1024~65536 。设定原则为:考虑下你的大多数文件有多大,就设为多大。有意思的是,你不设成1024的整数倍也是可以的。

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  1. linux-tods:/mnt/bean # mke2fs -i 8192 /dev/loop0
  2. mke2fs 1.41.9 (22-Aug-2009)
  3. Filesystem label=
  4. OS type: Linux
  5. Block size=1024 (log=0)
  6. Fragment size=1024 (log=0)
  7. 64008 inodes, 512000 blocks
  8. 25600 blocks (5.00%) reserved for the super user
  9. First data block=1
  10. Maximum filesystem blocks=67633152
  11. 63 block groups
  12. ......
  13. linux-tods:/mnt/bean # dumpe2fs /dev/loop0
  14. Group 0: (Blocks 1-8192)
  15. Primary superblock at 1, Group descriptors at 2-3
  16. Reserved GDT blocks at 4-259
  17. Block bitmap at 260 (+259), Inode bitmap at 261 (+260)
  18. Inode table at 262-388 (+261)
  19. 7790 free blocks, 1005 free inodes, 2 directories
  20. Free blocks: 403-8192
  21. Free inodes: 12-1016
  22. Group 1: (Blocks 8193-16384)
  23. Backup superblock at 8193, Group descriptors at 8194-8195
  24. Reserved GDT blocks at 8196-8451
  25. Block bitmap at 8452 (+259), Inode bitmap at 8453 (+260)
  26. Inode table at 8454-8580 (+261)
  27. 7804 free blocks, 1016 free inodes, 0 directories
  28. Free blocks: 8581-16384
  29. Free inodes: 1017-2032

设成1524居然也可以,呵呵

  1. linux-tods:/mnt/bean # mke2fs -i 1524 /dev/loop0
  2. mke2fs 1.41.9 (22-Aug-2009)
  3. Filesystem label=
  4. OS type: Linux
  5. Block size=1024 (log=0)
  6. Fragment size=1024 (log=0)
  7. 344232 inodes, 512000 blocks
  8. 25600 blocks (5.00%) reserved for the super user
  9. First data block=1
  10. Maximum filesystem blocks=67633152
  11. 63 block groups
  12. 8192 blocks per group, 8192 fragments per group
  13. 5464 inodes per group
  14. Superblock backups stored on blocks:

最后一个PROBLEM,我想了很久也没想明白,请路过的高手如果知道答案,不吝赐教:

 
   
下面是mke2fs的默认选项 ,发现Inode
count总数多出来了16个,默认-i为4096字节每inode,本来应该是:500MB/4096B =
128000,可是dumpefs的结果为128016。多出来的16个inode我是百思不得其解。昨天看了部分e2fsprogs的代码,也没看出来。
  1. Inode count: 128016
  2. Block count: 512000
  3. Reserved block count: 25600
  4. Free blocks: 493526
  5. Free inodes: 128005
  6. First block: 1
  7. Block size: 1024
     其他的参数也可指定,但是我觉得没多少必要,比如说inode size,你可以指定但是我觉128字节就挺好,既不浪费,而且也比较适合cache line的大小,你非要设成256有点浪费空间。再比如block per group,前面根据blocksize可以算出最大值,比如1024的就能支持最大8192个block per group, 你非要设定成4096 blocks per group ,其实也没多大必要。
 
 
参考文献
1 ULK
2 Linux man page
3 e2fsprogs
4如何恢复 Linux 上删除的文件,第 1 部分
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