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JFS 文件系统概述及布局分析
编辑:华夏媒体     作者:未知     来源:网络     时间:2006-07-29     总浏览量:2538
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  int32  l2nleafs;      /* 4: l2 number of tree leafs    */
  int32  leafidx;      /* 4: index of first tree leaf   */
  int32  height;       /* 4: height of the tree    */
  int8  budmin;       /* 1: min l2 tree leaf value to combine*/
  int8  stree[TREESIZE];    /* TREESIZE: tree      */
  uint8  pad[2];       /* 2: pad to word boundary   */
} dmaptree_t;          /* - 360 -       */


/*
 *  dmap page per 8K blocks bitmap
 */
typedef struct {
  int32    nblocks;    /* 4: num blks covered by this dmap */
  int32    nfree;    /* 4: num of free blks in this dmap */
  int64    start;    /* 8: starting blkno for this dmap  */
  dmaptree_t  tree;     /* 360: dmap tree          */
  uint8    pad[1672];  /* 1672: pad to 2048 bytes      */
  uint32    wmap[LPERDMAP];  /* 1024: bits of the working map  */
  uint32    pmap[LPERDMAP];  /* 1024: bits of the persistent map */
} dmap_t;         /* - 4096 -             */

  二进制编码搭档系统的每一项都有三个字段: type , size 和 bitmap 。 type 字段表示块空闲、已分配、用位图表示或不由该字段表示 (don't care)。如果类型是"don't care"则这些块由左搭档表示, size 字段忽略。如果 type 是位图,则位图字段的 32 位和 32 块一一对应,表示其空闲或已分配。位值 0 表示空闲块,1 表示块已分配。size 是 2 的幂次方,表示该项描述的聚集块的个数。

  对于每个全空闲项,如果其相同大小的左搭档也完全空闲,则右搭档设为"don't care"类型,且右搭档的空间合并入左搭档。当分配块时,仅当搭档分配在同一盘区才合并。必须维护"don't care"类型,以便 logredo 修正映射表。

  结构 dmap 包含一个摘要树。其它每个映射层都包含一个摘要树。摘要树提高了查找空闲块大盘区的性能。摘要信息足以判断 dmap 页是否有足够的空闲位,这样就无需查看 dmap 页,从而可以避免无效搜索。

  要注意,dmap 结构中的这一字段是一个平面数组,但它表示图中显示的树。树的每一层都索引最大数目个相邻的块。树的最底层,树[21]至树[84],映射至工作映射表中的二进制编码搭档表示。树的其它层包含来自下一较低层的四个部分的最大数目相连空闲块。块分配映射表的其它层可能有一个相似的树,除了叶节点层有 1024 个元素。这些元素映射至树[0]的二进制编码搭档表示,树[0]指向后面的 dmap 页。

  如果要合并的四个都为"don't care"类型,则合并项大小标记为 -1。这些项的搭档项负责标记正确的状态。

  inode 分配
  动态 inode 分配机制中,inode 号不再直接映射至聚集中特定的逻辑磁盘块,所以要支持下列三种操作,需要定义新的数据结构:

  正向查找: 给定 inode 号,找到磁盘上的 inode 。文件查找是一种典型的正向查找。
  反向查找:给定分区磁盘号(更确定,则给定分配组号),查找邻近的空闲 i-结点。分配新 inode 就属于这种情况,JFS 尽量查找物理上邻近所选分配组的 inode (以便,例如, 同一子目录的文件其 inode 都是相邻的)。
  空闲 inode 号查找:要分配新的 inode 盘区,先要找到 32 个相邻的、未分配给相应 inode 盘区的 inode 。当所有已分配的 inode 都在使用,或当 JFS 需要给分配组分配 inode 但以前从未分配过 inode 时,或当一个分配组中没有空闲 inode 时,需要分配新的 inode 盘区。
  注意动态 inode 分配的一种微妙效应:相邻 inode 号在磁盘上未必相邻:inode N+32 可以和 inode N 相隔任意远。然而,相隔很远的 inode 号在磁盘上可以是紧邻的;所以,inode N+K 和 inode N 紧邻在理论上是可能的(即使 K>1)

  inode 分配映射表
  inode 分配映射表解决正向查找问题。聚集和每个文件集都有一个 inode 分配映射表,该表是一个 IAG(inode 分配组)的数组。IAG 是 inode 分配映射表的数据。对于聚集,inode 分配映射表映射的 inode 也称为聚集 inode 表。对于文件集,inode 分配映射表映射的 inode 也称为文件 inode 表。

  每个 IAG 大小为 4K,描述磁盘上 128 个物理 inode 盘区。由于每个 inode 盘区包含 32 个 inode ,所以每个 IAG 描述 4096 个 inode 。IAG 可以位于聚集的任意位置。IAG 的所有 inode 盘区位于一个分配组,由此 IAG 和 AG 绑定在一起直至释放所有的 inode 盘区。任意 AG 可以分配空间给一个 inode 盘区,然后该 IAG 就与那个 AG 绑定。IAG 由 struct iag_t 定义(见 jfs_imap.h)。

/*
 *  inode allocation group page (per 4096 inodes of an AG)
 */
typedef struct {
  int64  agstart;  /* 8: starting block of ag    */
  int32  iagnum;   /* 4: inode allocation group number   */


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