Bug fixes
[cbs-scheduler.git] / Documentation / filesystems / ext4.txt
blob5c484aec2bab7110d105af2b4388cdaa83a6882f
2 Ext4 Filesystem
3 ===============
5 Ext4 is an an advanced level of the ext3 filesystem which incorporates
6 scalability and reliability enhancements for supporting large filesystems
7 (64 bit) in keeping with increasing disk capacities and state-of-the-art
8 feature requirements.
10 Mailing list:   linux-ext4@vger.kernel.org
11 Web site:       http://ext4.wiki.kernel.org
14 1. Quick usage instructions:
15 ===========================
17 Note: More extensive information for getting started with ext4 can be
18       found at the ext4 wiki site at the URL:
19       http://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Ext4_Howto
21   - Compile and install the latest version of e2fsprogs (as of this
22     writing version 1.41.3) from:
24     http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=2406
25         
26         or
28     ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/people/tytso/e2fsprogs/
30         or grab the latest git repository from:
32     git://git.kernel.org/pub/scm/fs/ext2/e2fsprogs.git
34   - Note that it is highly important to install the mke2fs.conf file
35     that comes with the e2fsprogs 1.41.x sources in /etc/mke2fs.conf. If
36     you have edited the /etc/mke2fs.conf file installed on your system,
37     you will need to merge your changes with the version from e2fsprogs
38     1.41.x.
40   - Create a new filesystem using the ext4 filesystem type:
42         # mke2fs -t ext4 /dev/hda1
44     Or to configure an existing ext3 filesystem to support extents: 
46         # tune2fs -O extents /dev/hda1
48     If the filesystem was created with 128 byte inodes, it can be
49     converted to use 256 byte for greater efficiency via:
51         # tune2fs -I 256 /dev/hda1
53     (Note: we currently do not have tools to convert an ext4
54     filesystem back to ext3; so please do not do try this on production
55     filesystems.)
57   - Mounting:
59         # mount -t ext4 /dev/hda1 /wherever
61   - When comparing performance with other filesystems, it's always
62     important to try multiple workloads; very often a subtle change in a
63     workload parameter can completely change the ranking of which
64     filesystems do well compared to others.  When comparing versus ext3,
65     note that ext4 enables write barriers by default, while ext3 does
66     not enable write barriers by default.  So it is useful to use
67     explicitly specify whether barriers are enabled or not when via the
68     '-o barriers=[0|1]' mount option for both ext3 and ext4 filesystems
69     for a fair comparison.  When tuning ext3 for best benchmark numbers,
70     it is often worthwhile to try changing the data journaling mode; '-o
71     data=writeback,nobh' can be faster for some workloads.  (Note
72     however that running mounted with data=writeback can potentially
73     leave stale data exposed in recently written files in case of an
74     unclean shutdown, which could be a security exposure in some
75     situations.)  Configuring the filesystem with a large journal can
76     also be helpful for metadata-intensive workloads.
78 2. Features
79 ===========
81 2.1 Currently available
83 * ability to use filesystems > 16TB (e2fsprogs support not available yet)
84 * extent format reduces metadata overhead (RAM, IO for access, transactions)
85 * extent format more robust in face of on-disk corruption due to magics,
86 * internal redundancy in tree
87 * improved file allocation (multi-block alloc)
88 * lift 32000 subdirectory limit imposed by i_links_count[1]
89 * nsec timestamps for mtime, atime, ctime, create time
90 * inode version field on disk (NFSv4, Lustre)
91 * reduced e2fsck time via uninit_bg feature
92 * journal checksumming for robustness, performance
93 * persistent file preallocation (e.g for streaming media, databases)
94 * ability to pack bitmaps and inode tables into larger virtual groups via the
95   flex_bg feature
96 * large file support
97 * Inode allocation using large virtual block groups via flex_bg
98 * delayed allocation
99 * large block (up to pagesize) support
100 * efficent new ordered mode in JBD2 and ext4(avoid using buffer head to force
101   the ordering)
103 [1] Filesystems with a block size of 1k may see a limit imposed by the
104 directory hash tree having a maximum depth of two.
106 2.2 Candidate features for future inclusion
108 * Online defrag (patches available but not well tested)
109 * reduced mke2fs time via lazy itable initialization in conjuction with
110   the uninit_bg feature (capability to do this is available in e2fsprogs
111   but a kernel thread to do lazy zeroing of unused inode table blocks
112   after filesystem is first mounted is required for safety)
114 There are several others under discussion, whether they all make it in is
115 partly a function of how much time everyone has to work on them. Features like
116 metadata checksumming have been discussed and planned for a bit but no patches
117 exist yet so I'm not sure they're in the near-term roadmap.
119 The big performance win will come with mballoc, delalloc and flex_bg
120 grouping of bitmaps and inode tables.  Some test results available here:
122  - http://www.bullopensource.org/ext4/20080818-ffsb/ffsb-write-2.6.27-rc1.html
123  - http://www.bullopensource.org/ext4/20080818-ffsb/ffsb-readwrite-2.6.27-rc1.html
125 3. Options
126 ==========
128 When mounting an ext4 filesystem, the following option are accepted:
129 (*) == default
131 ro                      Mount filesystem read only. Note that ext4 will
132                         replay the journal (and thus write to the
133                         partition) even when mounted "read only". The
134                         mount options "ro,noload" can be used to prevent
135                         writes to the filesystem.
137 journal_checksum        Enable checksumming of the journal transactions.
138                         This will allow the recovery code in e2fsck and the
139                         kernel to detect corruption in the kernel.  It is a
140                         compatible change and will be ignored by older kernels.
142 journal_async_commit    Commit block can be written to disk without waiting
143                         for descriptor blocks. If enabled older kernels cannot
144                         mount the device. This will enable 'journal_checksum'
145                         internally.
147 journal=update          Update the ext4 file system's journal to the current
148                         format.
150 journal_dev=devnum      When the external journal device's major/minor numbers
151                         have changed, this option allows the user to specify
152                         the new journal location.  The journal device is
153                         identified through its new major/minor numbers encoded
154                         in devnum.
156 noload                  Don't load the journal on mounting.  Note that
157                         if the filesystem was not unmounted cleanly,
158                         skipping the journal replay will lead to the
159                         filesystem containing inconsistencies that can
160                         lead to any number of problems.
162 data=journal            All data are committed into the journal prior to being
163                         written into the main file system.
165 data=ordered    (*)     All data are forced directly out to the main file
166                         system prior to its metadata being committed to the
167                         journal.
169 data=writeback          Data ordering is not preserved, data may be written
170                         into the main file system after its metadata has been
171                         committed to the journal.
173 commit=nrsec    (*)     Ext4 can be told to sync all its data and metadata
174                         every 'nrsec' seconds. The default value is 5 seconds.
175                         This means that if you lose your power, you will lose
176                         as much as the latest 5 seconds of work (your
177                         filesystem will not be damaged though, thanks to the
178                         journaling).  This default value (or any low value)
179                         will hurt performance, but it's good for data-safety.
180                         Setting it to 0 will have the same effect as leaving
181                         it at the default (5 seconds).
182                         Setting it to very large values will improve
183                         performance.
185 barrier=<0|1(*)>        This enables/disables the use of write barriers in
186                         the jbd code.  barrier=0 disables, barrier=1 enables.
187                         This also requires an IO stack which can support
188                         barriers, and if jbd gets an error on a barrier
189                         write, it will disable again with a warning.
190                         Write barriers enforce proper on-disk ordering
191                         of journal commits, making volatile disk write caches
192                         safe to use, at some performance penalty.  If
193                         your disks are battery-backed in one way or another,
194                         disabling barriers may safely improve performance.
196 inode_readahead=n       This tuning parameter controls the maximum
197                         number of inode table blocks that ext4's inode
198                         table readahead algorithm will pre-read into
199                         the buffer cache.  The default value is 32 blocks.
201 orlov           (*)     This enables the new Orlov block allocator. It is
202                         enabled by default.
204 oldalloc                This disables the Orlov block allocator and enables
205                         the old block allocator.  Orlov should have better
206                         performance - we'd like to get some feedback if it's
207                         the contrary for you.
209 user_xattr              Enables Extended User Attributes.  Additionally, you
210                         need to have extended attribute support enabled in the
211                         kernel configuration (CONFIG_EXT4_FS_XATTR).  See the
212                         attr(5) manual page and http://acl.bestbits.at/ to
213                         learn more about extended attributes.
215 nouser_xattr            Disables Extended User Attributes.
217 acl                     Enables POSIX Access Control Lists support.
218                         Additionally, you need to have ACL support enabled in
219                         the kernel configuration (CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL).
220                         See the acl(5) manual page and http://acl.bestbits.at/
221                         for more information.
223 noacl                   This option disables POSIX Access Control List
224                         support.
226 reservation
228 noreservation
230 bsddf           (*)     Make 'df' act like BSD.
231 minixdf                 Make 'df' act like Minix.
233 debug                   Extra debugging information is sent to syslog.
235 errors=remount-ro       Remount the filesystem read-only on an error.
236 errors=continue         Keep going on a filesystem error.
237 errors=panic            Panic and halt the machine if an error occurs.
238                         (These mount options override the errors behavior
239                         specified in the superblock, which can be configured
240                         using tune2fs)
242 data_err=ignore(*)      Just print an error message if an error occurs
243                         in a file data buffer in ordered mode.
244 data_err=abort          Abort the journal if an error occurs in a file
245                         data buffer in ordered mode.
247 grpid                   Give objects the same group ID as their creator.
248 bsdgroups
250 nogrpid         (*)     New objects have the group ID of their creator.
251 sysvgroups
253 resgid=n                The group ID which may use the reserved blocks.
255 resuid=n                The user ID which may use the reserved blocks.
257 sb=n                    Use alternate superblock at this location.
259 quota
260 noquota
261 grpquota
262 usrquota
264 bh              (*)     ext4 associates buffer heads to data pages to
265 nobh                    (a) cache disk block mapping information
266                         (b) link pages into transaction to provide
267                             ordering guarantees.
268                         "bh" option forces use of buffer heads.
269                         "nobh" option tries to avoid associating buffer
270                         heads (supported only for "writeback" mode).
272 stripe=n                Number of filesystem blocks that mballoc will try
273                         to use for allocation size and alignment. For RAID5/6
274                         systems this should be the number of data
275                         disks *  RAID chunk size in file system blocks.
276 delalloc        (*)     Deferring block allocation until write-out time.
277 nodelalloc              Disable delayed allocation. Blocks are allocation
278                         when data is copied from user to page cache.
280 max_batch_time=usec     Maximum amount of time ext4 should wait for
281                         additional filesystem operations to be batch
282                         together with a synchronous write operation.
283                         Since a synchronous write operation is going to
284                         force a commit and then a wait for the I/O
285                         complete, it doesn't cost much, and can be a
286                         huge throughput win, we wait for a small amount
287                         of time to see if any other transactions can
288                         piggyback on the synchronous write.   The
289                         algorithm used is designed to automatically tune
290                         for the speed of the disk, by measuring the
291                         amount of time (on average) that it takes to
292                         finish committing a transaction.  Call this time
293                         the "commit time".  If the time that the
294                         transactoin has been running is less than the
295                         commit time, ext4 will try sleeping for the
296                         commit time to see if other operations will join
297                         the transaction.   The commit time is capped by
298                         the max_batch_time, which defaults to 15000us
299                         (15ms).   This optimization can be turned off
300                         entirely by setting max_batch_time to 0.
302 min_batch_time=usec     This parameter sets the commit time (as
303                         described above) to be at least min_batch_time.
304                         It defaults to zero microseconds.  Increasing
305                         this parameter may improve the throughput of
306                         multi-threaded, synchronous workloads on very
307                         fast disks, at the cost of increasing latency.
309 journal_ioprio=prio     The I/O priority (from 0 to 7, where 0 is the
310                         highest priorty) which should be used for I/O
311                         operations submitted by kjournald2 during a
312                         commit operation.  This defaults to 3, which is
313                         a slightly higher priority than the default I/O
314                         priority.
316 Data Mode
317 =========
318 There are 3 different data modes:
320 * writeback mode
321 In data=writeback mode, ext4 does not journal data at all.  This mode provides
322 a similar level of journaling as that of XFS, JFS, and ReiserFS in its default
323 mode - metadata journaling.  A crash+recovery can cause incorrect data to
324 appear in files which were written shortly before the crash.  This mode will
325 typically provide the best ext4 performance.
327 * ordered mode
328 In data=ordered mode, ext4 only officially journals metadata, but it logically
329 groups metadata information related to data changes with the data blocks into a
330 single unit called a transaction.  When it's time to write the new metadata
331 out to disk, the associated data blocks are written first.  In general,
332 this mode performs slightly slower than writeback but significantly faster than journal mode.
334 * journal mode
335 data=journal mode provides full data and metadata journaling.  All new data is
336 written to the journal first, and then to its final location.
337 In the event of a crash, the journal can be replayed, bringing both data and
338 metadata into a consistent state.  This mode is the slowest except when data
339 needs to be read from and written to disk at the same time where it
340 outperforms all others modes.  Curently ext4 does not have delayed
341 allocation support if this data journalling mode is selected.
343 References
344 ==========
346 kernel source:  <file:fs/ext4/>
347                 <file:fs/jbd2/>
349 programs:       http://e2fsprogs.sourceforge.net/
351 useful links:   http://fedoraproject.org/wiki/ext3-devel
352                 http://www.bullopensource.org/ext4/
353                 http://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
354                 http://fedoraproject.org/wiki/Features/Ext4