В большинстве современных дистрибутивов Linux по умолчанию используется файловая система Ext4. В предыдущих версиях использовалась Ext3, ещё раньше Ext2 и если вернуться достаточно далеко, то и Ext. Без сомнения, на момент написания статьи, это самая популярная файловая система для Linux.
В этой статье мы поговорим об истории развития Ext4, разберемся чем она отличается от Ext, Ext2 и Ext3, с чего всё началось, а также рассмотрим основные возможности этой файловой системы в наше время.
Краткая история Ext4
Прежде чем появилась файловая система Ext существовала файловая система MINIX. Если вы не знакомы с историей развития Unix, раньше существовала небольшая операционная система MINIX, которая работала на IBM PC. Эндрю Танненбаум разработал её для обучения и выпустил исходный код в 1987 году.
Эта операционная система не была бесплатной. Она прилагалась к книге, которая стояла 69 долларов. Однако, это было не очень дорого, поэтому девяностых годах MINIX начали внедрять повсеместно. Благодаря чему молодой Линус Торвальдс разработал своё ядро Linux на основе MINIX и выпустил его в 1992 году.
Так вот. У MINIX была своя файловая система, которую и использовали первые версии Linux. Она могла работать с хранилищами до 64 мегабайт, а размер имён файлов не мог превышать 14 символов. В 1991 году средний размер жестких дисков был 40-140 мегабайт, поэтому для Linux было нужно что-нибудь другое.
Именно по этой причине Реми Кард в 1992 году разработал первую файловую систему семейства Ext. Она решала большинство проблем MINIX. Новая файловая система использовала новую прослойку VFS в ядре Linux и теперь могла работать с дисками до 2 гигабайт, а имена файлов могли состоять из 255 символов. Но у Ext был один недостаток. Она имела только одну временную метку для файла, вместо теперешних трёх: даты создания, даты доступа и даты модификации.
Реми Кард очень быстро создал Ext, и за следующий год он разработал Ext2 для её замены. Это уже была серьёзная файловая система коммерческого уровня. Она была быстро реализована в ядре Linux и MINIX, а затем и внешних модулях, которые сделали её доступной для Windows и MacOS. Здесь были снова увеличены лимиты файловой системы, однако у неё оставалась ещё одна проблема. Как и все файловые системы того времени, при выключении питания в момент записи файловая система становилась неработоспособной.
Файловая система Ext4 была анонсирована в 2006 году и ею занимался уже другой разработчик. Его имя Теодор Цо. Журналирование Ext4 тоже поддерживается. В ядро Linux эта файловая система попала спустя два года после анонса. Файловая система значительно расширила возможности Ext4, но по прежнему опиралась на старую технологию.
Ext4 была совместима с Ext3 и старую файловую систему можно было с легкостью конвертировать в новую. Кроме того, драйвер Ext4 может монтировать файловую систему в режиме Ext3, поэтому теперь нет необходимости поддерживать две отдельных кодовых базы.
Новая версия уже использует 48-битную адресацию, поэтому максимальный размер файла может быть 16 терабайта, а файловой системы один экзабайт. Первые версии Ext4 все ещё были ограничены размером раздела в 16 терабайт, но в 2011 году в утилитах из пакета e2fsprogs появилась поддержка файловых систем размером больше 16 терабайт.
Скорость проверки файловой системы в Ext4 тоже увеличена. В Ext3 проверяются все файлы включая удалённые и пустые. В Ext4 же все неиспользованные блоки отмечаются и пропускаются при проверке, это очень сильно улучшает производительность. В Ext4 была добавлена дефрагментация в реальном времени. В предыдущих версиях файловой системы дефрагментация выполнялась во время монтирования или когда файловая система не смонтирована.
Разработка Ext4
Несмотря на то, что файловая система очень старая по меркам компьютерной индустрии, она всё ещё активно разрабатывается, хотя её разработчики и рассматривают эту файловую систему как временную, пока её не заменит файловая система следующего поколения. Есть ещё несколько вещей, которые активно разрабатываются.
Плюсы и минусы Ext4
К плюсам этой файловой системы можно отнести такие её особенности:
Минусов у файловой системы тоже хватает:
Использование Ext4
Я уже подробно рассказывал как создавать разделы Ext3 и Ext4 в отдельной статье. Сегодня я упомяну об этом только кратко. Чтобы создать раздел Ext4 выполните:
Здесь перечислены далеко не все опции, а только самые интересные. Более подробное описание опций монтирования смотрите выполнив команду:
Монтирование Ext4 выполняется с помощью команды mount:
sudo mount /dev/sdb1 /mnt
Во время монтирования можно указать желаемые опции, например:
Например, здесь мы включили максимальный уровень журналирования, увеличили время между записями данных в файловую систему из журнала до 60 секунд, а также отключили обновление метки atime. Аналогично, опции можно задать в /etc/fstab. Для этого добавьте их в четвертую колонку строки монтирования диска:
Параметр defaults удалять не следует, просто добавляйте нужные вам опции после него.
Выводы
В этой статье мы рассмотрели историю файловой системы Ext4, а также её основные опции, монтирования, а также как и где их указывать. Про настройку Ext4 уже подробно рассказано в другой статье, поэтому здесь я решил не повторяться. А какие опции монтирования используете вы? Напишите в комментариях!
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана Bauman National Library
Персональные инструменты
ext4 (Fourth Extended File system)
ext4
Полное название
Fourth extended file system
Содержимое каталога
Linked list, hashed B-tree
Распределение файлов
Extents/Bitmap
Сбойные блоки
Table
Limits
Макс. размер тома
Содержание
История создания
В октябре 2008 была переименована из ext4dev в ext4, что символизирует то, что с точки зрения разработчиков она достаточно стабильна. В ядре 2.6.28 (вышедшем 25.12.2008) файловая система уже называется ext4 и считается стабильной. Файловая система ext4 рассматривается как промежуточный шаг на пути к файловой системе следующего поколения Btrfs, которая претендует на звание основной файловой системы Linux в будущем.
Характеристика
Основные изменения по сравнению с ext3:
Возможности ext4
Дефрагментация
Файловые системы в Linux изначально спроектированы так, чтобы фрагментация файлов была как можно меньше. Тем не менее, фрагментированность файлов имеет место быть, и в некоторых случаях может привести к заметному падению производительности дисковой подсистемы. Для Ext4 есть несколько дефрагментаторов:
e2fsprogs
Оптимизация дискового пространства
На свежесозданном разделе с Ext4 обычно выделяется заметно меньше свободного дискового пространства чем размер раздела. Это происходит потому, что используется порядка 1,8% на служебные нужды: заголовки групп блоков, бинарные поля для учета свободного места, индексные дискрипторы (i-node), основной и множество резервных копий суперблока. Также по умолчанию, дополнительно резервируется 5% от объема раздела для нужд учетной записи суперпользователя (root) и системных служб (daemons). Обычно это полезно для системного корневого раздела, но на пользовательских разделах необходимости в этом резерве нет, особенно на разделах большого размера, где 5% превращаются в очень приличные объемы (недоступные пользователю).
Изменение процента зарезервированных блоков для нужд суперпользователя
Изменение числа зарезервированных под служебные нужды блоков
Использование ext4
Для того чтобы использовать ext4, необходимо:
Ниже во всех деталях описывается процесс создания файловой системы ext4.
Для примера в качестве носителя файловой системы используется обычный файл. Создание файловой системы не в файле, а на дисковом разделе происходит аналогично, с той разницей, что не нужно использовать модуль loop.
Для того чтобы использовать файловую систему ext4, необходимо чтобы в ядре
Linux была соответствующая поддержка в ядре.
Модуль ядра, который отвечает за поддержку ext4, называется ext4dev.
Создаём пустой файл размером 100MB,
который чуть позже будет форматироваться под ext4. Создаём обычную файловую систему ext3:
После того как файловая система создана, можно попробовать её подмонтировать. Поскольку мы создавали файловую систему в файле, а не на блочном устройстве, для того чтобы смонтировать её, файл нужно связать с loopback-устройством.
Это можно сделать или при помощи команды losetup или просто, использовав опцию loop при монтировании.
Если при выполнении команды возникает ошибка, в которое сообщается о проблемах с устройством /dev/loop, возможно, у вас просто не загружен модуль loop или не установлен udev:
Может возникнуть и другая ошибка, которая имеет непосредственное отношение
к файловой системе ext4.
Модуль файловой системы ext4 ядра Linux сообщает о том, что файловая система не помечена как ext4. Проверка добавлена скорее из психологических чем технических побуждений — чтобы файловые системы ext3 не смонтировали случайно как ext4.
Добавить пометку, извещающую систему о том, что файловую систему можно смело монтировать как ext4
Вообще, можно было попросить ставить пометку ещё при создании файловой системы.
Для этого нужно было использовать ключ -E test_fs: Тип файловой системы, указываемый при монтировании: ext4dev. Файловая система успешно смонтирована:
После того как работа с файловой системой окончена,
ext4 против Btrfs: какую файловую систему Linux использовать?
Честно говоря, мало кто задумывается, какую файловую систему использовать для своих компьютеров.
Что делают файловые системы?
Как и физические файловые системы, такие как папки и шкафы, цифровые файловые системы управляют файлами. Они контролируют то, как ваша операционная система хранит данные, которые не используются, какую другую информацию (известную как метаданные) к данным прикрепляют, кто или что имеет доступ к данным и так далее.
Файловые системы работают в фоновом режиме. Как и остальная часть ядра операционной системы, они в основном невидимы в повседневном использовании. Файловые менеджеры, приложения, которые вы используете для управления файлами, в основном работают одинаково, независимо от того, какая файловая система запущена под ними.
Файловые системы невероятно сложны в программировании. Разработчики постоянно пересматривают эти системы, чтобы включить в них больше функциональности и при этом сделать их более эффективными.
Зачем переключать файловые системы?
Ни один код не подходит для всех вариантов использования, это также относится и к файловым системам. Некоторые файловые системы выделяют по разным причинам. Файловая система File Allocation Table (FAT) поддерживается практически всеми современными операционными системами.
USB флэш-накопители и SD-карты используют FAT-систему, так что ваш компьютер может читать их независимо от того, работаете ли вы под Linux, Windows, macOS или другой операционной системой.
Но в наши дни FAT не так надежна и мощна, как некоторые другие файловые системы, которые были разработаны с тех пор. Поэтому, пока Вы будете использовать FAT, вы не увидите, как она управляет данными на Вашем жестком диске.
Текущая файловая система Linux
Большинство версий настольных дистрибутивов Linux по умолчанию используют файловую систему ext4. Она стала улучшенной версией файловой системы ext3, которая до этого была улучшена по сравнению с файловой системой ext2.
ext4 оказалась очень надежной файловой системой, но она устарела. Некоторые пользователи Linux ищут функции, с которыми ext4 не справляется самостоятельно. Существует программное обеспечение, которое решает часть этих проблем, но возможность выполнять эти действия на уровне файловой системы обеспечила бы лучшую производительность. Отсюда и стремление пользователей к Btrfs.
Понимание ext4: плюсы и минусы
Известно, что ext4 обеспечивает увеличение скорости работы по сравнению с ext3 за счет использования нескольких различных технологий. Как и большинство современных файловых систем, ext4 журналируемая, что означает, что она хранит «журнал» того, где находятся файлы на диске, и о любых других изменениях на диске.
Несмотря на все свои возможности, она не поддерживает прозрачное сжатие, прозрачное шифрование или дедупликацию данных. Технически, снапшоты поддерживаются, но эта функция является экспериментальной.
Theodore Ts’o, разработчик, сыгравший ключевую роль в создании ext4, назвал ее релизом, основанным на устаревшей технологии 1970-х годов и поверил, что Btrfs предложит лучшее развитие. Это было более десяти лет назад.
Понимание Btrfs: плюсы и минусы
Btrfs, которую можно произнести как «Butter FS», «Better FS» или «B-Tree FS», является более новой файловой системой, переделанной с нуля. Btrfs существует, потому что разработчики хотели расширить функциональность файловой системы, включив в нее дополнительную функциональность, такую как объединение в пулы, снимки и контрольные суммы.
Проект начался в компании Oracle, но с тех пор в разработке принимали участие и другие крупные компании. Список включает Facebook, Netgear, Red Hat и SUSE.
В то время как усовершенствования, найденные в btrfs, могут принести пользу обычным пользователям, некоторые из дополнительных функций представляют больший интерес для корпоративного использования. Такая функциональность предназначена для более требовательных случаев использования, для которых часто требуются более долговечные жесткие диски.
Для организаций, которые используют очень большие базы данных, наличие, казалось бы, непрерывной файловой системы на нескольких жестких дисках может значительно упростить консолидацию данных. Дедупликация данных уменьшит объем фактического пространства, занимаемого данными, и зеркалирование данных станет более простым, когда будет существовать единая, обширная файловая система, которую необходимо зеркалировать.
Конечно, вы все еще можете создавать несколько разделов, чтобы не зеркалировать все. Максимальный размер раздела файловой системы btrfs составляет 16 эксбибайт, так же как максимальный размер файла.
Учитывая, что btrfs сможет охватить несколько жёстких дисков, хорошо, что она поддерживает в 16 раз больше дискового пространства, чем ext4.
Дистрибутивы Linux сделали переход?
Btrfs является стабильной частью ядра Linux с 2013 года, и вы можете переформатировать жесткие диски уже сегодня. Но btrfs не является файловой системой Linux по умолчанию. Большинство дистрибутивов продолжают использовать ext4 по умолчанию.
Ext4 может быть старой и, возможно, хрупкой, но она уже доказала свою устойчивость и надежность. Если питание отключилось, а компьютер гаснет, существует большая вероятность того, что ext4 сохранит ваши данные.
Для большинства людей такие ситуации являются самым важным фактором. Дело не в том, насколько хорошо работает файловая система, когда дела идут хорошо, а в том, что происходит, когда дела идут плохо.
Один известный дистрибутив определил, что прошло достаточно времени, чтобы переключиться. OpenSUSE теперь использует btrfs по умолчанию для раздела /root, в котором находится операционная система. Однако для раздела /home, в котором хранятся ваши личные файлы, openSUSE решила использовать вместо него файловую систему XFS.
Так что нет, переход прошел не совсем так, как ожидалось. Но, как мы знаем, новым технологиям иногда требуется много времени для распространения по всему окружению Linux.
Данная статья является переводом той части статьи на KernelNewbies, которая описывает особенности файловой системы Ext4. Последний раздел статьи, об использовании Ext4, уже на Хабре публиковался.
Ext4 — это результат эволюции Ext3, наиболее популярной файловой системы в Linux. Во многих аспектах Ext4 представляет собой больший шаг вперёд по сравнению с Ext3, чем Ext3 была по отношению к Ext2. Наиболее значительным усовершенствованием Ext3 по сравнению с Ext2 было журналирование, в то время как Ext4 предполагает изменения в важных структурах данных, таких как, например, предназначенных для хранения данных файлов.
Это позволило создать файловую систему с более продвинутым дизайном, более производительную и стабильную и с обширным набором функций.
1. Совместимость
Любая имеющаяся файловая система типа Ext3 может быть конвертирована в Ext4 путём простой процедуры, состоящей из запуска пары команд в режиме «только чтение». Это означает, что вы можете повысить производительность и вместимость и улучшить возможности вашей имеющейся файловой системы без переформатирования и без переустановки ОС и программ. Если вы хотите получить преимущества Ext4 в production-системе, вы также можете обновить файловую систему. Эта процедура безопасна и не подвергает риску ваши данные (при этом, само собой, рекомендуется сделать резервную копию важных данных. Впрочем, это нужно делать, даже если вы не собираетесь менять файловую систему).
Ext4 будет использовать новые структуры только для новых данных, а старые при этом останутся неизменными. При необходимости их можно будет читать и изменять. Это безусловно означает, что, единожды сменив файловую систему на Ext4, вернуть Ext3 будет уже невозможно.
Также имеется возможность смонтировать файловую систему Ext3 как Ext4 без использования нового формата данных, что позволит впоследствии смонтировать её опять как Ext3. При этом, само собой, вы не сможете воспользоваться многочисленными преимуществами Ext4.
2. Больший размер файлов и файловой системы
На сегодняшний день максимальный размер файловой системы Ext3 равен 16 терабайтам, а размер файла ограничен 2 терабайтами. В Ext4 добавлена 48-битная адресация блоков, что означает, что максимальный размер этой файловой системы равен одному экзабайту, и файлы могут быть размером до 16 терабайт. 1 EB (экзабайт) = 1,048,576 TB (терабайт), 1 EB = 1024 PB (петабайт), 1 PB = 1024 TB, 1 TB = 1024 GB. Почему 48-битная, а не 64-битная? Имелся ряд ограничений, которые необходимо было бы снять, чтобы сделать Ext4 полностью 64-битной, и такой задачи перед Ext4 не ставилось. Структуры данных в Ext4 проектировались с учётом требуемых изменений, поэтому однажды в будущем поддержка 64 бит в Ext4 появится. Пока же придётся довольствоваться одним экзабайтом.
Примечание: код для создания файловых систем размером более 16 терабайт на момент написания этой статьи не содержится ни в одном из стабильных релизов e2fsprogs. В будущем он будет добавлен.
3. Масштабируемость подкаталогов
В настоящий момент один каталог Ext3 не может содержать более, чем 32000 подкаталогов. Ext4 снимает это ограничение и позволяет создавать неограниченное количество подкаталогов.
4. Экстенты
Традиционные файловые системы, произошедшие от Unix, такие как Ext3, используют схему непрямого отображения блоков для отслеживания каждого блока, отвечающего за хранение данных файла. Такой подход неэффективен для больших файлов, особенно при операциях удаления и усечения таких файлов, поскольку карта соответствия содержит по одной записи на каждый отдельный блок. В больших файлах блоков много, их карты соответствия большие, и обрабатываются они медленно.
В современных файловых системах применяется иной подход, основанный на так называемых экстентах. Экстент — это в общем-то набор последовательных физических блоков. Он как бы говорит нам: «Эти данные находятся в следующих n блоках». Например, файл размером в 100 мегабайт может храниться в единственном экстенте такого же размера, вместо того, чтобы быть разбитым на 25600 4-килобайтных блоков, адресуемых путём непрямого отображения. Огромные файлы можно разделить на несколько экстентов.
Благодаря применению экстентов улучшается производительность, а также уменьшается фрагментированность, поскольку экстенты способствуют непрерывному размещению данных.
5. Многоблочное распределение
Если в Ext3 нужно записать на диск новые данные, специальный механизм распределения блоков определяет, какие блоки из числа свободных будут для этого использованы. Проблема в том, что в Ext3 этот механизм распределяет в один присест только один блок (4 килобайта). Это означает, что, если нужно записать, скажем, ранее упомянутые 100 мегабайт данных, нужно будет обратиться к механизму распределения 25600 раз (речь идёт о каких-то 100 мегабайтах!). Мало того, что это неэффективно, это к тому же не позволяет оптимизировать политику распределения, поскольку соответствующий механизм не имеет понятия о реальном объёме данных, подлежащем записи, а знает только об одном-единственном блоке.
Ext4 использует механизм многоблочного распределения (multiblock allocator, mballoc) который позволяет распределить любое количество блоков с помощью единственного вызова и избежать огромных накладных расходов. Благодаря этому производительность существенно вырастает, что особенно заметно при отложенном распределении (см. ниже) с использованием экстентов. Эта возможность никак не влияет на формат данных.
Также можно отметить, что в механизм распределения блоков и inode в Ext4 получил и другие улучшения, подробно описанные в этом документе.
6. Отложенное распределение
Отложенное распределение представляет собой способ повышения производительности, не влияющий на формат данных и представленный в современных файловых системах, таких как XFS, ZFS, btrfs и Reiser 4.
Суть этого метода состоит в отсрочке выделения блоков насколько это возможно — по контрасту с подходом, применямым в традиционных файловых системах (таких как Ext3, reiser3 и т. д.): распределять блоки сразу, при первой возможности. Например, если процесс осуществляет запись вызовом write(), файловая система распределит блоки под запись немедленно — даже если данные пока не будут записываться на диск, а будут находиться какое-то время в кэше. Недостатки такого подхода, например, в том, что, если процесс непрерывно осуществляет запись в растущий файл, последовательные вызовы write() постоянно распределяют блоки данных, и при этом неизвестно, будет ли файл расти далее.
При использовании отложенного распределения блоки сразу не выделяются при обращении к write(). Вместо этого распределение откладывается до момента, когда файл будет записан из кэша на диск. Благодаря этому механизм получает возможность оптимизировать процесс распределения. Наибольший выигрыш получается при использовании двух ранее упомянутых возможностей — экстентов и многоблочного распределения, поскольку часто встречается ситуация, когда окончательный файл пишется на диск в виде экстентов, распределённых с помощью mballoc. Это даёт существенный прирост производительности, и иногда сильно снижает фрагментированность данных.
7. Быстрый fsck
Fsck — это очень медленная операция, особенно это касается её первой стадии, проверки всех inodes в файловой системе.
В Ext4 после inode-таблицы каждой группы хранится список неиспользованных inodes (снабжённый для надёжности контрольной суммой), поэтому fsck такие inodes не будет проверять. Результатом является уменьшение времени проверки от 2 до 20 раз, что зависит от количества используемых inodes (см. http://kerneltrap.org/Linux/Improving_fsck_Speeds_in_Ext4).
То, что список неиспользуемых inodes составляется fsck, а не Ext4, будет хорошо заметно, если вы запустите fsck, чтобы он построил список неиспользуемых inodes, и когда только следующий запуск fsck пройдёт быстрее (запуск fsck всё равно необходим при конвертировании Ext3 в Ext4).
Кроме того, на ускорение fsck влияет и другая особенность — «гибкие группы блоков», также они ускоряют и другие файловые операции.
8. Контрольные суммы журнала
Журнал является наиболее часто используемой частью диска, вследствие чего блоки, из которых он состоит, становятся особенно чувствительными к отказам оборудования. Более того, попытка восстановления при повреждённом журнале может привести к ещё более массовым повреждениям в данных. Ext4 подсчитывает контрольные суммы журнальных данных, что позволяет определить факт их повреждения. У этого есть и ещё одно преимущество: благодаря контрольным суммам можно превратить систему двухфазной фиксации журнала Ext3 в однофазную, что ускоряет файловые операции в отдельных случаях до 20 %, таким образом, улучшаются одновременно и надёжность, и производительность.
Примечание: часть, отвечающая за производительность — асинхронное протоколирование, — сейчас по умолчанию отключена, и будет включена в одном из последующих релизов, когда удастся добиться надёжной его работы.
9. Режим без журналирования
Журналирование обеспечивает целостность файловой системы путём протоколирования всех происходящих на диске изменений. Но оно также вводит дополнительные накладные расходы на дисковые операции. В некоторых особых ситуациях журналирование и предоставляемые им преимущества могут оказаться излишними. Ext4 позволяет отключить журналирование, что приводит к небольшому приросту производительности.
10. Онлайн-дефрагментация
Эта функция пока в разработке и будет включена в один из будущих релизов.
Хотя отложенное и многоблочное распределение и экстенты помогают уменьшить фрагментированность файловой системы, со временем она всё-таки может вырасти.
Например: вы создаёте три файла в одном каталоге и они расположены на диске друг за другом. Потом, однажды вы решаете обновить второй файл, и при этом файл становится несколько больше — так, что места для него становится недостаточно. При этом нет никаких других решений, кроме как отделить не вмещающийся фрагмент файла и положить его на другое место диска или выделить файлу последовательную область диска большего размера в другом месте, вдалеке от первых двух файлов, что приведёт к перемещениям головки диска, если приложению потребуется считать все файлы в каталоге (скажем, менеджер файлов будет создавать эскизы для файлов изображений).
Помимо этого, файловая система может заботиться только об определённых типах фрагментации и она не может знать, например, что она должна хранить все файлы, требуемые при загрузке, рядом друг с другом, поскольку она просто не знает, какие из них требуются при загрузке. Чтобы решить эту проблему, Ext4 будет поддерживать онлайн-дефрагментацию.
Также имеется утилита e4defrag, которая позволяет дефрагментировать как отдельные файлы, так и всю файловую систему.
Эта возможность, доступная уже в Ext3 в последних версиях ядра и эмулируемая glibc в файловых системах, которые её не поддерживают, позволяет приложениям заранее распределять дисковое пространство, сообщая о своих потребностях файловой системе. Та, в свою очередь, выделяет необходимое количество блоков и структур данных, но они пусты до тех пор, пока приложение в реальности не осуществит в них запись.
Это именно то, что делают, например, P2P-приложения, выделяя место для данных, которые появятся там только спустя часы или дни. Однако реализовано это намного более эффективно — на уровне файловой системы и с универсальным API.
Применений этому несколько: во-первых, чтобы предотвратить выполнение того же самого приложениями (такими как P2P), неэффективно заполняющими файлы нулями — нужные блоки будут выделены разом.
Во-вторых, чтобы снизить фрагментацию — опять же потому, что блоки выделяются однократно, настолько непрерывно, насколько это возможно.
В-третьих, чтобы гарантировать, что приложение будет иметь столько места, сколько ему требуется, что особенно важно для приложений, работающих в реальном времени, поскольку файловая система может вдруг переполниться в процессе выполнения важной операции.
Эта возможность доступна через интерфейс libc posix_fallocate().
13. Механизм «шлагбаумов» по умолчанию включен
Выдержка из статьи LWN: «Код файловой системы обязан перед созданием записи фиксации [журнала] быть абсолютно уверенным, что вся информация о транзакции помещена в журнал. Просто делать запись в правильном порядке недостаточно; современные диски имеют кэш большого объёма и меняют порядок записи для оптимизации производительности. Поэтому файловая система обязана явно сообщить диску о необходимости записать все журнальные данные на носитель перед созданием записи фиксации; если сначала будет создана запись фиксации, журнал может быть повреждён. Блокирующая система ввода-вывода ядра предоставляет такую возможность благодаря использованию механизма «шлагбаумов» (barriers); проще говоря, «шлагбаум» запрещает запись любых блоков, посланных после него, до того момента, как всё, что было прислано перед «шлагбаумом», будет перенесено на носитель. При использовании «шлагбаумов» файловая система может гарантировать, что всё, что находится на диске, целостно в любой момент времени».
