[ext4]04 磁盘布局 - Meta Block Groups
Meta Block Groups,可以翻译为元块组集。
如果不采用Meta Block Groups特性,在每个冗余备份的超级块的后面是一个完整的(包含所有块组描述符的)块组描述符表的备份。如前所述(group分析中已经说明,group最大为128M,即2^27 bytes),那么一个group全部存储groups元数据,才会有2^27 / 64=2^21个,更何况,也无法全部用来存储groups元数据。这样会产生一个限制,以Ext4的块组描述符大小64 Bytes计算,文件系统中最多只能有2^21个块组,也就是文件系统最大为256TB。
使用Meta Block Groups特性,整个文件系统被分成多个元块组集(metablock groups),每个元块组集都是一簇块组组成(簇的含义:一系列物理地址连续的单元),组成metablock groups的块组描述符都存放在一个block中。对于block大小为4K的Ext4文件系统,一个元块组包含64个块组,也就是64G的磁盘空间(128M*64=8G)。Meta Block Groups特性将存放在系统第一个块组的元数据分割存放在多个MetaBlock
Groups中。
因为Ext4支持的是48bits block寻址方式,所以最大卷大小为2^48个block,2^48*2^12=2^60B=1EB,而每个group为128M=2^27B,所以有2^60/2^27=2^33个group。
那么为什么是48bits寻址而不是64bits哪,虽然在ext4_super_block中blocks寻址的高位和地位均为32bits:
__le32
s_blocks_count_lo; /* Blocks count */
__le32
s_blocks_count_hi; /* Blocks count */
原因在于:在使得ext4系统完全支持64bits block寻址时,还有一些限制没有解决,但是可以相信的是,在以后某个时候肯定会完全支持64bits,但是我像1EB已经足够。
【There are some limitations that would need to be fixed before making Ext4 fully 64-bit capable, which have not been addressed in Ext4.
The Ext4 data structures have been designed keeping this in mind, so a future update to Ext4 will implement full 64-bit support at some point. 1 EB will be enough (really :)) until that happens. (Note: The code to create filesystems bigger than 16 TB is -at
the time of writing this article- not in any stable release of e2fsprogs. It will be in future releases.)】
Meta Block Groups特性的出现使得Ext3和Ext4的磁盘布局有了一定的变化,以往超级块后紧跟的是变长的GDT块,现在是超级块依然决定于是否是3,5,7的幂,而块组描述符集则存储在元块组的第一个,第二个和最后一个块组的开始处(见下图)
在两种情况下我们可能会用到这种新布局:
(1) 文件系统创建时。用户可以指定使用这种布局。
(2) 当文件系统增长而且预留的组描述符块耗尽时。目前超级块中有一个域s_first_meta_bg用于描述第一个使用元块组的块组。
当增加新块组时,我们不需要给组描述符表预留空间,而是在当前文件系统后面直接添加新的元块组就可以了。
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