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JFS布局:日志文件系统如何处理磁盘布局(8)

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JFS 体系结构可通过其磁盘布局特性的上下文进行说明。磁盘布局是 JFS 用来控制文件系统的格式。本文讨论盘区的文件几何构造、目录格式、块分配映射表格式、inode 和布局结构的其它特性。本文还提供了文件布局使用的 B 树数据结构的细节和示例。选择 B 树是为了提高读写盘区

来源:51cto.com 2007年12月27日

关键字: 数据恢复 数据安全

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在本页阅读全文(共23页)

当把新盘区添加到文件时,将以必需的次序,继续把它们添加到相同的叶节点。这将持续直到节点填满为止。一旦节点填满了,将为 B+ 树的另一个叶节点分配新的 4K 磁盘空间。将把该 inode 的第二个 xad 结构设置成指向新分配的节点。(参见 图 4,例 3。)

这将持续直到填满 inode 的所有 8 个 xad 结构为止,这时,将再次拆分 B+ 树。这种拆分将创建 B+ 树的内部 inode ,它们是纯粹用来记录树的搜索路径。JFS 将为 B+ 树的内部 inode 分配 4K 磁盘空间。内部节点看起来如同叶节点。从 inode 复制 8 个 xad 项到内部节点,初始化头部以指向第 9 个项作为第一个空闲项。然后,通过使 inode 的第一个 xad 结构指向新分配的内部节点,JFS 更新 B+ 树的根。将更新 inode 中的头部以表示当前 B+ 树只使用 1 个 xad。(参见 图 4,例 4。)

文件 jfs_xtree.h 在 struct xtpage_t 中描述 B+ 树根的头部。文件 jfs_btree.h 是在 struct btpage_t 中的内部节点或叶节点的头部。

例子

下列例子进一步分析了盘区描述符和 xad 结构的用法:

连续分配的 1041377 字节文件。

相同的 1041377 字节文件,但在磁盘上拆分成三段。

1041377 字节的文件,但里面有一个"洞"(稀疏文件)。

连续分配的 16GB 文件。

在所有这些例子中,聚集块尺寸都是 1KB。

连续分配的 1041377 字节尺寸文件: 该文件需要 1017 个 1KB 聚集块,(在最后一个聚集块中,有 31 个字节丢失成为内部存储碎片)。要描述这个连续文件只需要一个 xad 结构:


flag        这里不讨论
offset      0                   /*  the beginning of the file */
length      1017                /*  1017 1KB aggregate blocks */
address     xxxxx               /*  aggregate block #         */
 
相同的 xad 结构能够表示任何长度为 1040385 (1016 * 1024 + 1)到 1041408 (1017 * 1024)的连续文件,因为盘区描述符只表示小于聚集块大小粒度的尺寸。只有 inode 的 di_size 字段记录字节粒度。

在 1041377 字节文件分三段: 假设相同的文件拆分成磁盘上三个不同盘区:一个为 495 个聚集块长,一个为 22,一个为 500。需要三个 xad 结构来表示该文件,每个物理盘区需要一个:


xad #0 :
flag        这里不讨论
offset      0                   /*  the beginning of the file */
length      495                 /*  495 1KB aggregate blocks  */
address     xxxxx               /*  aggregate block #         */

xad #1:
flag        这里不讨论
offset      495                 /*  the beginning of the file */
length      22                  /*  22 1KB aggregate blocks   */
address     yyyyy               /*  aggregate block #         */

xad #2:
flag        这里不讨论
offset      517                 /* the beginning of the file  */
length      500                 /* 500 1KB aggregate blocks   */
address     zzzzz               /* aggregate block #          */

该例中,0 号 xad 描述文件开始的 495 个物理聚集块。 xad_offset 字段包含 0,因为该 xad 描述以逻辑偏移量 0 开始的字节。第二个 xad,1 号 xad,描述文件接下来的 22 个物理聚集块。 xad_offset 字段包含 495,因为该 xad 描述以逻辑偏移量 506880 (495 * 1024) 开始的字节;前面的字节由 xad 0 描述。最后一个 xad 描述文件的最后 500 块。这里, xad_offset 字段是 517。请注意,对于非稀疏文件,给定 xad 的 xad_offset 字段等于所有以前 xad 结构长度和(在本例中,517 = 495 + 22)。如果这一关系总是成立的,那么 xad_offset 字段就是冗余的,可以消除。然而,下一个例子显示,对于稀疏文件, xad_offset 字段不是冗余的。

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