EXT2 Futures

8/14/2019 EXT2 Futures

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E X T 2 F u t u r e sT h e o d o r e T s ' oV A L i n u x S y s t e m st y t s o @ v a l i n u x . c o m1A g e n d aH i s t o r i c a l R e v i e w o f L i n u x F i l e s y s t e m sM i n i x , E x t , E x t 2 , X i a f sE x t 2 P h i l o s o p h yP l a n n e d N e w F e a t u r e sE x t 2 a n d O t h e r F i l e s y s t e m sC o n c l u s i o nl lllll2


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I n T h e B e g i n n i n g . . . .M i n i x f i l e s y s t e mD e s i g n t a k e n f r o m M i n i x , i m p l e m e n t a t i o n b yL i n u x T o r v a l d s1 4 c h a r a c t e r f i l e n a m e s6 4 k l i m i t s : # o f b l o c k s , i n o d e si n d i r e c t b l o c k s c h e m e : 7 + 1 + 1E x t f i l e s y s t e mI m p l e m e n t a t i o n a n d D e s i g n b y R e m y C a r dv a r i a b l e l e n g t h f i l e n a m e sl i n k e d l i s t o f f r e e b l o c k s a n d i n o d e si n d i r e c t b l o c k s c h e m e : 8 + 1 + 1l lllll llll3E n t e r E X T 2U p d a t e o f t h e E x t f i l e s y s t e mU s e d b l o c k , i n o d e a l l o c a t i o n b i t m a p si n s t e a d o f f r e e l i s t sA d d e d t r i p l e i n d i r e c t i o n b l o c kA d d e d " c y l i n d e r g r o u p s " a k a b l o c k g r o u p sA d d e d f a s t s y m b o l i c l i n k sS m a r t e r b l o c k , i n o d e a l l o c a t i o n p o l i c i e sD i r e c t o r y b a l a n c i n g a c r o s s b l o c k g r o u p sB l o c k p r e a l l o c a t i o nllllll ll4


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H i s t o r i c a l S i d e n o t e :X i a f sW r i t t e n b y F r a n k X i a , c i r c a 1 9 9 3S i m p l e e x t e n s i o n o f M i n i xA d d e d v a r i a b l e - l e n g t h f i l e n a m e sR e t a i n e d 7 + 1 + 1 i n d i r e c t b l o c k s c h e m eR e t a i n e d c o n t i g u o u s i n o d e t a b l e , a l l o c a t i o nb i t m a p sS i m p l e r t h a n e x t 2 , s o c o d e b e c o m e s t a b l ef a s t e rA u t h o r p r o p o s e d r e n a m i n g x i a f s t o l i n u x f sll lllll5G e n e r a l E x t 2 p h i l o s o p h yT r a i l i n g e d g e t e c h n o l o g y - - - d o n e w e l lL i t t l e i n e x t 2 f s w h i c h i s n e w a n d i n n o v a t i v e ;b u t w e k n e w w h a t w o r k e d w e l l a n d w h a td i d n ' t .E x a m p l e : e 2 f s c k s p e e d o p t i m i z a t i o n sS t a n d a r d U n i x f i l e s y s t e m s e m a n t i c sH a s b e c o m e f i l e s y s t e m o f c h o i c e w i t h i nL i n u x c o m m u n i t yC o n s e r v a t i v e c h a n g e s t o r e t a i n s t a b i l i t yF o r w a r d s / b a c k w a r d s c o m p a t i b i l i t y o ff i l e s y s t e m f o r m a tll lll ll 6


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P l a n n e d N e w F e a t u r e sE x t 2 J o u r n a l i n gE x t 2 B T r e e sD i r e c t o r i e sE x t e n t sC o m p r e s s i o nA C LS u p p o r t f o r P o s i x P r i v i l e g e sll lllll7E x t 2 J o u r n a l i n gI m p l e m e n t a t i o n b y S t e p h e n T w e e d i e , B e t aq u a l i t yG o a l : H i g h A v a i l a b i l i t yF a s t r e c o v e r y i n t h e e v e n t o f a s y s t e m f a i l u r eD e s c r i b e d i n m o r e d e t a i l b y S t e p h e n a t t h i sc o n f e r e n c ell ll8


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E x t 2 a n d B - t r e e sC u r r e n t l y b e i n g i m p l e m e n t e d b y m eP r o g r e s s h a s b e e n s l o wD e s i g n n o t f i n a l i z e dO n e o f t h e r e a s o n s w h y I s t a r t e d w o r k i n g f o r V AL i n u x S y s t e m sK e y B - T r e e f e a t u r e sE x t e r i o r B - t r e e sH a s h e d k e y ( f o r f i l e n a m e s )P r e - e m p t i v e s p l i t t i n gl l lll lll9B - T r e e s a n d D i r e c t o r i e sN e e d e d f o r a p p l i c a t i o n s t h a t w a n t t o p u tl a r g e n u m b e r o f f i l e s i n o n e d i r e c t o r yH i s t o r i c a l s i d e n o t e : B e l l L a b o r a t o r i e sa s s u m e d t h a t a p p l i c a t i o n s w o u l d u s e n e s t e dd i r e c t o r i e s i f t h i s w a s a n i s s u e :/ h o m e / t / y / t / t y t s oC h a l l e n g e : P O S I X r e a d d i r ( ) , t e l l d i r ( ) , a n ds e e k d i r ( ) s e m a n t i c sl l ll10


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B - T r e e s a n d E x t e n t sI n d i r e c t b l o c k s a r e a p e r f o r m a n c e p r o b l e mL a r g e f i l e s w i t h d o u b l e a n d t r i p l e i n d i r e c t i o nb l o c k s r e q u i r e r e f e r e n c e t o t h e i n d i r e c t b l o c k s .I n d i r e c t b l o c k s a r e o f t e n f l u s h e d f r o m t h ec a c h e b y t h e t i m e t h e y a r e n e e d e d .E s p e c i a l l y a p r o b l e m w i t h 1 k b l o c k s9 0 - 9 5 % o f f i l e s i n a t y p i c a l e x t 2 f i l e s y s t e m a r ec o n t i g u o u sS o l u t i o n : S t o r e b l o c k m a p p i n g i n f o r m a t i o na s e x t e n t s i n t h e i n o d el llll11B - T r e e s a n d E x t e n t s , I IW h a t d o e s t h i s h a v e t o d o w i t h B - T r e e s ?P r o b l e m : W h a t h a p p e n s i f t h e n u m b e r o fe x t e n t s o v e r f l o w s t h e i n o d e ?R a n d o m - a c c e s s w r i t e s c a u s i n g f r a g m e n t e db l o c k a l l o c a t i o nI n s e r t i o n i n t o s o r t e d l i s t p r o b l e m a t i cS o l u t i o n : u s e a B - t r e e t o s t o r e t h e e x t e n ti n f o r m a t i o n , i n d e x e d b y l o g i c a l b l o c kn u m b e rll lll12


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B - T r e e s a n d R o b u s t n e s sB - t r e e s t r u c t u r e s h a v e m a n y b l o c k p o i n t e r sT h i s m a k e s r e c o v e r y i n t h e f a c e o ff i l e s y s t e m c o r r u p t i o n t o b e c h a l l e n g i n gC o r r u p t i o n w i l l h a p p e nK e r n e l b u g sP o w e r f a i l u r e s a n d o t h e r u n c l e a n s h u t d o w n sP o s s i b l e s o s l u t i o n sJ o u r n a l l i n gM a g i c n u m b e r s a n d c h e c k s u m s i n B - t r e ed i r e c t o r i e s t o h e l p i n t h e r e c o v e r y p r o c e s sM o r e i n v e s t i g a t i o n n e e d e d !ll l lll lll13E x t 2 C o m p r e s s i o nP a t c h e s m a i n t a i n e d b y P e t e r M o u l d e rF i l e - l e v e l c o m p r e s s i o nB l o c k s a r e g a n g e d t o g e t h e r i n t o c l u s t e r sC l u s t e r s a r e c o m p r e s s e dI m p o r t a n c e g i v e n c o s t o f d i s k s ?ll lll14


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E x t 2 A C L ' sI m p l e m e n t a t i o n b y R e m y C a r d ; r e c e n t l yp i c k e d u p b y a g r o u p o f s t u d e n t sP O S I X A C L s e m a n t i c sp e r - f i l e A C L ' sd e f a u l t d i r e c t o r y c r e a t i o n A C L ' sE f f i c i e n c y c o n c e r n sA C L ' s a r e s h a r e d a c r o s s f i l e s w h e n p o s s i b l eR e f e r e n c e c o u n t i n gll lll ll15P O S I X P r i v i l i g e sD e s i g n f r o m ( a b a n d o n e d ) P O S I X w o r k i n gg r o u p d r a f tS p l i t s u p e r u s e r p r i v i l e g e i n t o a n a r r a y o ff i n e - g r a i n e d p r i v i l e g e s ( a l a V M S )E x e c u t a b l e s h a v e t w o p r i v i l e g e b i t s t r i n g sA l l o w e dF o r c e dP r o b l e m sS y s t e m a d m i n i s t r a t i o n m u c h m o r ec o m p l i c a t e dU n f a m i l i a r ( u n - U n i x - l i k e ) m o d e ll ll lll ll16


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E x t 2 a n d P r i v i l e g e sR o u g h f i r s t c u t i m p l e m e n t a t i o n d o n e b yA n d r e w M o r g a nG e n e r a l D e s i g nI m p l e m e n t a b i l i t y t o a s s o c i a t e a t t r i b u t e d a t aw i t h i n o d e sS m a l l d a t a s e t s o n l y ; k e r n e l - o n l y a c c e s sN e e d s p o l i s h i n g b e f o r e i n t e g r a t i o n i n t oe x t 2 m a i n l i n ell lll17E x t 2 a n d O t h e r F i l e s y s t e m sA d v a n t a g e o f E x t 2L a r g e i n s t a l l e d b a s eU s e r s c a n t a k e a d v a n t a g e o f n e w f e a t u r e sw i t h o u t d u m p / r e s t o r eD i s a d v a n t a g e s o f E x t 2 f sB a s i c a l l y , i n d e s i g n a F F S d e r i v a t i v eT h e s t a t i c a l l y a l l o c a t e d i n o d e t a b l e c a n ' t r e a l l yb e c h a n g e d w i t h o u t r e t o o l i n g e v e r y t h i n gB a c a u s e o f t h e l a r g e u s e r b a s e , f i l e s y s t e mf o r m a t c h a n g e s h a v e t o b e m a d e v e r yc o n s e r v a t i v e l yl lll lll18


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C o n c l u s i o nE x t 2 a s a l o n g l i n e o f L i n u x ' s f i l e s y s t e m sN e w f e a t u r e s a r e s t i l l b e i n g p l a n n e d a n dw o r k e d o nI n t h e f u t u r e s o m e o t h e r f i l e s y s t e m m a ys u p p l a n t e x t 2 f i l e s y s t e m . ( J u s t a s i n t h ef u t u r e L i n u x m a y b e s u p p l a n t e d b ys o m e t h i n g e l s e n e w . )lll19

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