JFS 文件係統概述及布局分析（六）
[b]AG空閒inode盤區列表[/b]AG空閒inode盤區列表有助於解決反向查找問題以及空閒inode號查找問題。這使得JFS能找到下一個空閒盤區所在的IAG號和AG號。（實際是給出了空閒inode號。）每個文件集的每個AG都有一個AG空閒inode盤區列表。為減少擴展和縮減聚集的係統開銷，JFS設定每個聚集允許的最大AG數。所以，AG空閒inode盤區列表頭的個數是固定的。列表頭在inode分配映射表的控制頁中。表的第i項是一個雙向列表的頭，該雙向列表是第 i個AG中所有包含空閒inode的inode分配映射表項（IAG）的集合。IAG號作為列表索引。-1表示列表尾。每個IAG控制區都包含指向該列表的正向和反向指針。
當盤區中所有的inode都已刪除，則釋放該inode盤區的磁盤塊。當IAG的一個inode盤區被刪除時，該IAG插至所屬的AG空閒 inode盤區列表的表頭。當創建新的IAG，並分配一個inode盤區時，該IAG號插至AG空閒inode盤區列表的表頭。當IAG的所有inode 盤區分配完時，從列表中刪除該IAG。當釋放IAG的所有inode盤區時，從列表中刪除該IAG同時加到IAG空閒列表中。當AG需要分配inode盤區時,則使用AG空閒列表頭上的第一項。
此表沒有記日志；但可以在恢復時由logredo恢復，或由fsck重建。 [color=#f5fafe][/color]
表的結構定義見jfs_imap.h,structdinomap_t.
[b]IAG空閒列表[/b]
IAG空閒列表有助於查找空閒inode號。這使得JFS不用查看相應分配的inode盤區就可找到IAG。（實際時給出了空閒inode號）。聚集和其每個文件集都有自己的鏈表。該列表的每個項指向一個IAG鏈表。IAG號作為列表索引。-1表示列表尾。當刪除盤區的所有inode時，則釋放該 inode盤區的磁盤塊。如果某個IAG的所有inode都為空閒，則該IAG號插入IAG空閒列表頭。當需要分配新的inode盤區，而該AG中又沒有包含空閒盤區的IAG，則使用IAG空閒列表頭的第一項（即從表中刪除）。inode盤區分配描述符一經分配就不再刪除。inode盤區的地址設為 0x0。
對於聚集IAG空閒列表頭是聚集自用inode的一個字段。對於每個文件集IAG空閒列表頭是文件集分配映射表inode的一個字段。該列表沒記日志；但可在恢復時由logredo修復，或由fsck重建。
IAG空閒列表的結構定義structinomap_t在文件jfs_dinode.h中。
[b]下一個空閒IAG[/b]
下一個空閒IAG計數器有助於查找空閒inode號。使得JFS能找到下一個可以分配的IAG的iag號。（實際是讓JFS找到空閒inode號）。聚集和其每個文件集都有自己的計數器。計數器在inode分配映射表的控制頁中。IAG一經分配就不再刪除。
[b]文件集分配inode[/b]
文件集inode表中的文件集分配映射表inode是特殊類型的inode。既然這些節點表示文件集，則可以說是文件集的“父inode”。這些節點包含文件集特定信息，而不是一般的inode數據。同時也記錄文件集inode分配映射表在B+樹中的位置。結構定義structdinode見文件 jfs_dinode.h [color=#f5fafe]Www.[/color]
[b]文件[/b]
文件由包含一個B+樹根的inode表示，B+樹描述包含用戶數據的盤區。B+樹以盤區的偏移量作為索引。
[b]符號鏈接[/b]
符號鏈接由一個inode表示，該inode的di_mode字段設置為符號鏈接模式(S_IFLNK)。如果inode內有空間，則鏈接文件的整個路徑直接存儲在inode中。否則，將作為inode的數據存於盤區中（通過該inode的B+樹索引）。
[b]目錄[/b]
目錄是JFS中日志化的元數據文件。目錄由目錄項組成，目錄項表示目錄中包含的對象。目錄項將名字和inode號連接在一起。特定的inode描述特定名字的對象。為提高目錄項定位的性能，B+樹採用按名排序。
目錄inode的di_size字段僅表示目錄B+樹的葉子頁。如果inode中包含目錄的葉節點，則di_size字段為256。 [color=#f5fafe][/color]
目錄中沒有特定項表示自身(".")和父目錄("..")。而在inode中表示。自身就是目錄自己的inode號。父目錄是inode中的特殊字段，idotdot，structdtroot_t，見文件jfs_dtree.h。
目錄inode包含B+樹的根，處理方法和一般文件類似。只是目錄B+樹以名為鍵。目錄B+樹的葉節點包含目錄項，且以目錄項的全名作為鍵值。目錄 B+樹最下層內部節點使用後綴壓縮。其它內部節點採用相同的壓縮後綴。後綴壓縮將名字縮至最短，正好足以區分當前目錄項和前一目錄項。
由於B+樹項的大小是可變的，JFS需要處理這些項的方案。JFS想要避免在刪除一項時引起的項移動，平均一項有2K的數據。
[b]B+樹節點的內容：[/b] [color=#f5fafe][/color]
固定個數的目錄槽，個數取決於節點的大小。這些槽用於存儲目錄槽數組和目錄項或路由項。目錄槽的大小總是32字節。固定大小的目錄槽使得JFS在刪除目錄項不必移動，從而還避免了內部碎片。
一個目錄B+樹的頭，描述B+樹inode。此部分包含一個標志，標記節點是內部節點或是葉節點,及是不是B+樹的根節點。還包含自身的塊地址。 nextindex字段記錄目錄槽數組中的最後一項。stblindex字段記錄目錄槽數組的開始位置。freelist字段指向該節點中空閒槽列表頭。
一個目錄槽數組，它是正使用的目錄槽索引的有序數組。使用該數組減少了目錄項增刪時所需的移動次數。數組比項本身小很多，所以移動的只是數組而不是整個項。在數組中，可以用二分法搜索某個目錄項。 [color=#f5fafe]Www.[/color]
一個目錄B+樹槽空閒列表，使得內部碎片最小化。目錄B+樹的頭包含列表表頭，每個空閒目錄槽指向列表中的下一個空閒槽。如果有一係列相連的空閒槽，則在第一個槽中設立一個計數值，說明該係列的長度。這有利於在新建目錄B+樹節點時，進行快速初始化。
一個目錄項，將名字鏈接到一個inode號。目錄項包含在葉節點的目錄槽中。如果需要存儲整個目錄名，目錄項可以有附加槽。目錄項的next字段表明該項是否有後繼項。大多數目錄項只有單個槽。
一個路由項，用於記錄目錄B+樹的搜索路徑。路由項包含在內部節點的目錄槽中。路由項將按後綴壓縮的路由鍵映射到盤區，此盤區包含下一層目錄B+樹的內部節點或葉節點。如果路由項需要記錄整個的路由鍵，則可以有附加槽。路由項的next字段表示該項是否有後繼項。大多數路由項只有單個槽。
目錄B+樹中的內部節點或葉節點是4K大小的頁。由於許多目錄都不是很大，所以這種方式對大多數目錄來說是很浪費磁盤空間的。所以目錄的初始葉節點採用以下分配方案： [color=#f5fafe][/color]
初始目錄項存儲在目錄嵌入數據區中。 [color=#f5fafe][/color]
當目錄inode的嵌入數據區填滿時，JFS分配一個葉節點，大小和聚集塊的尺寸一樣。
當初始葉節被佔滿，而大小又不到4k，則倍增節點大小。首先在當前盤區中擴增；如果沒有足夠空間，則需分配新的盤區，然後將舊盤區的數據復制到新盤區。目錄槽數組僅夠存放頁未擴時的槽，所以必須創建新的槽數組。從新分配的數組起始處使用槽，並將舊的數組數據復制到新的位置。更新指向該數組的頭指針，並將舊數組中的槽添加到空閒列表中。 [color=#f5fafe][/color]
如果葉節點再次填滿，而大小仍不足4K，重復步驟3。一旦葉節點達到4K則分配新葉節點。初始節點後的每個葉節點，一開始就分配4K。
當葉子頁的所有項都釋放，則從B+樹中刪除該頁。僅當目錄中所有目錄項都已刪除，目錄又縮回inode。
中國
[b]訪問控制列表(ACL)[/b]
JFS的每個inode都有不同的訪問控制列表(ACL)。ACL可以表示不同的項，例如許可權、用戶標識符、或組標識符。聚集inode的ACL字段是沒有用的。
雖然在磁盤上和內存中ACL的表示方式沒有規定，但從DFS外部所看到的“外部”表示是固定的。ACL大小的唯一限制是其外部表示必須適合8192字節大小的dfs_acl結構。
任意JFS對象都可有一個管理該對象存取的ACL；這種ACL稱為常規ACL。目錄對象在創建時可能用到兩個關聯的可選ACL；初始目錄ACL和初始文件ACL。初始ACL的作用範圍是目錄中的所有文件。
ACL體係結構未指定ACL的存儲方式，但建議ACL有字段標識或命名其輔助對象，這樣通過簡單的等同性檢查就可以檢測到文件集中的共享關係。因此，JFS在每個文件集中用一個文件（ACL文件）存儲文件集的ACL；文件集inode1就是ACL文件。文件集中的每個inode在ACL文件中存放一個索引。
ACL文件需要一個存儲ACL空閒區域的位圖。ACL文件有一個4K大小的位圖，標識8M的ACL項，如有必要可擴增。位圖中的一位代表256字節連續磁盤空間；位圖不描述自身的狀態。
ACL文件的數據未日志化。
[b]擴展屬性(EA)[/b]
Www.
擴展屬性是附加到JFS對象適用存儲和存取的機制。EA連續存儲在擴展屬性空間(EAS)中，空格存儲EAS由JFS對象inode的EA描述符定義。EA描述符只是一個盤區描述符，定義見jfs_types.h,structdxd_t。 [color=#f5fafe][/color]
EA可以存放在inode內，或存放在單獨盤區內。EA描述符的標志字段指示存儲的方式。由於此空間也可用於存放文件xtree附加的xad項，所以inode的di_mode字段指明該空間是否可用。如果該字段值為INLINEEA，則表明空間可用。
如果EA存於inode內，則忽略EA描述符的offset和length字段。EA描述符的大小表示數據的字節數。 [color=#f5fafe]Www.[/color]
如果EA存於盤區內，EA描述符將描述該盤區。JFS不希望EA數據太大，所以JFS不支持每個inode有多於一個盤區的EA數據。 [color=#f5fafe][/color]
EA項包括EA名稱和其值。要訪問某個EA，JFS只是線性搜索EA數據。 [color=#f5fafe][/color]
EA數據未日志化，但它是寫同步的（即數據不是舊數據，就是新數據，但絕不可能是部分更新的數據）。JFS在日志中記錄EA數據的位置。嵌入EA數據是日志化的。
中國
[b]流[/b]
流用於將數據連接到一個文件或目錄。這種附加數據和目錄數據相似，都可按名引用。在第一版中不支持流，在這裏討論僅為元數據結構的完整性。 [color=#f5fafe][/color]
磁盤inode的四部分的第二部分有一個字段描述流描述符。由於附加到一個對象的流數目是可變的，所以流描述符是一個inode號，以允許流增加或縮減。流描述符inode指向的數據稱為流列表。
流沒有關聯的擴展屬性，所以從不使用流的inode四部分的最後一個部分-擴展屬性。實際上該部分用於附加的流項。B+樹的數據如同目錄項。每個流都有自己的inode，它們依次記錄流數據存放的數據塊地址。
[b]結束語[/b]
JFS小組最重要的目標是創建可靠的，高性能的文件係統。本文討論了JFS磁盤布局結構，以及實現可伸縮性、可靠性和高性能的機制。同時詳細探討了JFS如何在整個文件係統中使用B+樹提高文件係統操作。
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