Ext4
| 开发者 | Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, Sam Naghshineh, others |
|---|---|
| 全称 | Fourth extended file system |
| 发布 | 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) |
| 分区标识 | 0x83（MBR） EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7（GPT） |
| 结构 | |
| 目录内容 | 链表, hashed B-tree |
| 文件分配 | Extents/Bitmap |
| 坏块 | 表格 |
| 限制 | |
| 最大文件尺寸 | 16 TiB（for 4k block filesystem） |
| 最大文件数量 | 40億（在檔案系統建立時指定） |
| 最长文件名 | 256位元組 |
| 最大卷容量 | 1 EiB |
| 文件名字符集 | 除NULL（'\0'）和 '/'外之所有字元（大小寫敏感） |
| 功能 | |
| 日期记录 | 修改（mtime），屬性修改（ctime），讀取（atime），刪除（dtime），建立（crtime） |
| 日期范围 | 1901年12月14日 - 2514年4月25日 |
| 日期分辨率 | 纳秒 |
| 岔流 | 否 |
| 属性 | 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 |
| 文件系统权限 | POSIX |
| 透明压缩 | 否 |
| 透明加密 | 否 |
| 单一实例存储（SIS） | 否 |
| 操作系统支持 | Linux、Android、Windows（通过Ext2Fsd） |
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檔案系統的后继版本。
歷史
ext4原始的開發目標是一系列的向下兼容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使用者。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的開發計畫[3]。
在Linux核心2.6.19版中，首次導入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宣布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也宣布他們將在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分割區）。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树）索引功能。該功能已經實作於Linux核心2.6.23版。
- 日志校验和
- Ext4使用校验和特性来提高文件系统可靠性，因为日志是磁盘上被读取最频繁的部分之一。这个特性还有一个好处就是可以安全地避免日志处理时磁盘I/O的等待，而稍微提高一些性能。日志校验和的技术源于威斯康辛大学的一篇名为IRON File Systems的研究论文（见第六节transaction checksums校验和处理）[7]
- 在线磁盘整理
- 对于在线磁盘整理工具有许多草案，但是这些草案都没有被包含在主流的内核当中。即使Ext4包含有许多避免磁盘碎片的技术，但是磁盘碎片还是难免会在一个长时间使用过的文件系统中存在。Ext4将会有一个具有磁盘整理功能的工具[8]。
- 快速文件系统检查
- Ext4将未使用的区块标记在inode当中，这样可以使诸如e2fsck之类的工具在磁盘检查时将这些区块完全跳过，而节约大量的文件系统检查的时间。这个特性已经在2.6.24版本的Linux内核中实现。
参见
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]. （原始内容存档于2017-08-22）.
- ^ Ts'o, Theodore. Proposal and plan for ext2/3 future development work. LKML. 2006-06-28 [2009-10-23]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2009-01-03）.
- ^ ext4: Rename ext4dev to ext4. Linus' kernel tree. [2008-10-20]. （原始内容存档于2019-12-10）.
- ^ Migrating to Ext4. DeveloperWorks. IBM. [2008-12-14]. （原始内容存档于2008-12-01）.
- ^ Vijayan Prabhakaran; et al. IRON File Systems (PDF). CS Dept, University of Wisconsin. [2009-10-23]. （原始内容存档 (PDF)于2010-06-15）. 引文格式1维护：显式使用等标签 (link)
- ^ ext4新功能#在线磁盘碎片整理. [2010-09-07]. （原始内容存档于2018-01-10）.
相关介绍
- 剖析ext4 (IBM Developer Works)（页面存档备份，存于互联网档案馆）
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