serial: 8250: don't attempt a trylock if in sysrq
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / filesystems / ext4.txt
blob919a3293aaa4249f81f0d907d9867d6d80f9a135
2 Ext4 Filesystem
3 ===============
5 Ext4 is 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' can be faster for some workloads.  (Note however that
72     running mounted with data=writeback can potentially leave stale data
73     exposed in recently written files in case of an unclean shutdown,
74     which could be a security exposure in some situations.)  Configuring
75     the filesystem with a large journal can also be helpful for
76     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 * efficient 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 conjunction 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_path=path
148 journal_dev=devnum      When the external journal device's major/minor numbers
149                         have changed, these options allow the user to specify
150                         the new journal location.  The journal device is
151                         identified through either its new major/minor numbers
152                         encoded in devnum, or via a path to the device.
154 norecovery              Don't load the journal on mounting.  Note that
155 noload                  if the filesystem was not unmounted cleanly,
156                         skipping the journal replay will lead to the
157                         filesystem containing inconsistencies that can
158                         lead to any number of problems.
160 data=journal            All data are committed into the journal prior to being
161                         written into the main file system.  Enabling
162                         this mode will disable delayed allocation and
163                         O_DIRECT support.
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 barrier(*)              the jbd code.  barrier=0 disables, barrier=1 enables.
187 nobarrier               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.
195                         The mount options "barrier" and "nobarrier" can
196                         also be used to enable or disable barriers, for
197                         consistency with other ext4 mount options.
199 inode_readahead_blks=n  This tuning parameter controls the maximum
200                         number of inode table blocks that ext4's inode
201                         table readahead algorithm will pre-read into
202                         the buffer cache.  The default value is 32 blocks.
204 nouser_xattr            Disables Extended User Attributes.  See the
205                         attr(5) manual page and http://acl.bestbits.at/
206                         for more information about extended attributes.
208 noacl                   This option disables POSIX Access Control List
209                         support. If ACL support is enabled in the kernel
210                         configuration (CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL), ACL is
211                         enabled by default on mount. See the acl(5) manual
212                         page and http://acl.bestbits.at/ for more information
213                         about acl.
215 bsddf           (*)     Make 'df' act like BSD.
216 minixdf                 Make 'df' act like Minix.
218 debug                   Extra debugging information is sent to syslog.
220 abort                   Simulate the effects of calling ext4_abort() for
221                         debugging purposes.  This is normally used while
222                         remounting a filesystem which is already mounted.
224 errors=remount-ro       Remount the filesystem read-only on an error.
225 errors=continue         Keep going on a filesystem error.
226 errors=panic            Panic and halt the machine if an error occurs.
227                         (These mount options override the errors behavior
228                         specified in the superblock, which can be configured
229                         using tune2fs)
231 data_err=ignore(*)      Just print an error message if an error occurs
232                         in a file data buffer in ordered mode.
233 data_err=abort          Abort the journal if an error occurs in a file
234                         data buffer in ordered mode.
236 grpid                   Give objects the same group ID as their creator.
237 bsdgroups
239 nogrpid         (*)     New objects have the group ID of their creator.
240 sysvgroups
242 resgid=n                The group ID which may use the reserved blocks.
244 resuid=n                The user ID which may use the reserved blocks.
246 sb=n                    Use alternate superblock at this location.
248 quota                   These options are ignored by the filesystem. They
249 noquota                 are used only by quota tools to recognize volumes
250 grpquota                where quota should be turned on. See documentation
251 usrquota                in the quota-tools package for more details
252                         (http://sourceforge.net/projects/linuxquota).
254 jqfmt=<quota type>      These options tell filesystem details about quota
255 usrjquota=<file>        so that quota information can be properly updated
256 grpjquota=<file>        during journal replay. They replace the above
257                         quota options. See documentation in the quota-tools
258                         package for more details
259                         (http://sourceforge.net/projects/linuxquota).
261 stripe=n                Number of filesystem blocks that mballoc will try
262                         to use for allocation size and alignment. For RAID5/6
263                         systems this should be the number of data
264                         disks *  RAID chunk size in file system blocks.
266 delalloc        (*)     Defer block allocation until just before ext4
267                         writes out the block(s) in question.  This
268                         allows ext4 to better allocation decisions
269                         more efficiently.
270 nodelalloc              Disable delayed allocation.  Blocks are allocated
271                         when the data is copied from userspace to the
272                         page cache, either via the write(2) system call
273                         or when an mmap'ed page which was previously
274                         unallocated is written for the first time.
276 max_batch_time=usec     Maximum amount of time ext4 should wait for
277                         additional filesystem operations to be batch
278                         together with a synchronous write operation.
279                         Since a synchronous write operation is going to
280                         force a commit and then a wait for the I/O
281                         complete, it doesn't cost much, and can be a
282                         huge throughput win, we wait for a small amount
283                         of time to see if any other transactions can
284                         piggyback on the synchronous write.   The
285                         algorithm used is designed to automatically tune
286                         for the speed of the disk, by measuring the
287                         amount of time (on average) that it takes to
288                         finish committing a transaction.  Call this time
289                         the "commit time".  If the time that the
290                         transaction has been running is less than the
291                         commit time, ext4 will try sleeping for the
292                         commit time to see if other operations will join
293                         the transaction.   The commit time is capped by
294                         the max_batch_time, which defaults to 15000us
295                         (15ms).   This optimization can be turned off
296                         entirely by setting max_batch_time to 0.
298 min_batch_time=usec     This parameter sets the commit time (as
299                         described above) to be at least min_batch_time.
300                         It defaults to zero microseconds.  Increasing
301                         this parameter may improve the throughput of
302                         multi-threaded, synchronous workloads on very
303                         fast disks, at the cost of increasing latency.
305 journal_ioprio=prio     The I/O priority (from 0 to 7, where 0 is the
306                         highest priority) which should be used for I/O
307                         operations submitted by kjournald2 during a
308                         commit operation.  This defaults to 3, which is
309                         a slightly higher priority than the default I/O
310                         priority.
312 auto_da_alloc(*)        Many broken applications don't use fsync() when 
313 noauto_da_alloc         replacing existing files via patterns such as
314                         fd = open("foo.new")/write(fd,..)/close(fd)/
315                         rename("foo.new", "foo"), or worse yet,
316                         fd = open("foo", O_TRUNC)/write(fd,..)/close(fd).
317                         If auto_da_alloc is enabled, ext4 will detect
318                         the replace-via-rename and replace-via-truncate
319                         patterns and force that any delayed allocation
320                         blocks are allocated such that at the next
321                         journal commit, in the default data=ordered
322                         mode, the data blocks of the new file are forced
323                         to disk before the rename() operation is
324                         committed.  This provides roughly the same level
325                         of guarantees as ext3, and avoids the
326                         "zero-length" problem that can happen when a
327                         system crashes before the delayed allocation
328                         blocks are forced to disk.
330 noinit_itable           Do not initialize any uninitialized inode table
331                         blocks in the background.  This feature may be
332                         used by installation CD's so that the install
333                         process can complete as quickly as possible; the
334                         inode table initialization process would then be
335                         deferred until the next time the  file system
336                         is unmounted.
338 init_itable=n           The lazy itable init code will wait n times the
339                         number of milliseconds it took to zero out the
340                         previous block group's inode table.  This
341                         minimizes the impact on the system performance
342                         while file system's inode table is being initialized.
344 discard                 Controls whether ext4 should issue discard/TRIM
345 nodiscard(*)            commands to the underlying block device when
346                         blocks are freed.  This is useful for SSD devices
347                         and sparse/thinly-provisioned LUNs, but it is off
348                         by default until sufficient testing has been done.
350 nouid32                 Disables 32-bit UIDs and GIDs.  This is for
351                         interoperability  with  older kernels which only
352                         store and expect 16-bit values.
354 block_validity          This options allows to enables/disables the in-kernel
355 noblock_validity        facility for tracking filesystem metadata blocks
356                         within internal data structures. This allows multi-
357                         block allocator and other routines to quickly locate
358                         extents which might overlap with filesystem metadata
359                         blocks. This option is intended for debugging
360                         purposes and since it negatively affects the
361                         performance, it is off by default.
363 dioread_lock            Controls whether or not ext4 should use the DIO read
364 dioread_nolock          locking. If the dioread_nolock option is specified
365                         ext4 will allocate uninitialized extent before buffer
366                         write and convert the extent to initialized after IO
367                         completes. This approach allows ext4 code to avoid
368                         using inode mutex, which improves scalability on high
369                         speed storages. However this does not work with
370                         data journaling and dioread_nolock option will be
371                         ignored with kernel warning. Note that dioread_nolock
372                         code path is only used for extent-based files.
373                         Because of the restrictions this options comprises
374                         it is off by default (e.g. dioread_lock).
376 max_dir_size_kb=n       This limits the size of directories so that any
377                         attempt to expand them beyond the specified
378                         limit in kilobytes will cause an ENOSPC error.
379                         This is useful in memory constrained
380                         environments, where a very large directory can
381                         cause severe performance problems or even
382                         provoke the Out Of Memory killer.  (For example,
383                         if there is only 512mb memory available, a 176mb
384                         directory may seriously cramp the system's style.)
386 i_version               Enable 64-bit inode version support. This option is
387                         off by default.
389 Data Mode
390 =========
391 There are 3 different data modes:
393 * writeback mode
394 In data=writeback mode, ext4 does not journal data at all.  This mode provides
395 a similar level of journaling as that of XFS, JFS, and ReiserFS in its default
396 mode - metadata journaling.  A crash+recovery can cause incorrect data to
397 appear in files which were written shortly before the crash.  This mode will
398 typically provide the best ext4 performance.
400 * ordered mode
401 In data=ordered mode, ext4 only officially journals metadata, but it logically
402 groups metadata information related to data changes with the data blocks into a
403 single unit called a transaction.  When it's time to write the new metadata
404 out to disk, the associated data blocks are written first.  In general,
405 this mode performs slightly slower than writeback but significantly faster than journal mode.
407 * journal mode
408 data=journal mode provides full data and metadata journaling.  All new data is
409 written to the journal first, and then to its final location.
410 In the event of a crash, the journal can be replayed, bringing both data and
411 metadata into a consistent state.  This mode is the slowest except when data
412 needs to be read from and written to disk at the same time where it
413 outperforms all others modes.  Enabling this mode will disable delayed
414 allocation and O_DIRECT support.
416 /proc entries
417 =============
419 Information about mounted ext4 file systems can be found in
420 /proc/fs/ext4.  Each mounted filesystem will have a directory in
421 /proc/fs/ext4 based on its device name (i.e., /proc/fs/ext4/hdc or
422 /proc/fs/ext4/dm-0).   The files in each per-device directory are shown
423 in table below.
425 Files in /proc/fs/ext4/<devname>
426 ..............................................................................
427  File            Content
428  mb_groups       details of multiblock allocator buddy cache of free blocks
429 ..............................................................................
431 /sys entries
432 ============
434 Information about mounted ext4 file systems can be found in
435 /sys/fs/ext4.  Each mounted filesystem will have a directory in
436 /sys/fs/ext4 based on its device name (i.e., /sys/fs/ext4/hdc or
437 /sys/fs/ext4/dm-0).   The files in each per-device directory are shown
438 in table below.
440 Files in /sys/fs/ext4/<devname>
441 (see also Documentation/ABI/testing/sysfs-fs-ext4)
442 ..............................................................................
443  File                         Content
445  delayed_allocation_blocks    This file is read-only and shows the number of
446                               blocks that are dirty in the page cache, but
447                               which do not have their location in the
448                               filesystem allocated yet.
450  inode_goal                   Tuning parameter which (if non-zero) controls
451                               the goal inode used by the inode allocator in
452                               preference to all other allocation heuristics.
453                               This is intended for debugging use only, and
454                               should be 0 on production systems.
456  inode_readahead_blks         Tuning parameter which controls the maximum
457                               number of inode table blocks that ext4's inode
458                               table readahead algorithm will pre-read into
459                               the buffer cache
461  lifetime_write_kbytes        This file is read-only and shows the number of
462                               kilobytes of data that have been written to this
463                               filesystem since it was created.
465  max_writeback_mb_bump        The maximum number of megabytes the writeback
466                               code will try to write out before move on to
467                               another inode.
469  mb_group_prealloc            The multiblock allocator will round up allocation
470                               requests to a multiple of this tuning parameter if
471                               the stripe size is not set in the ext4 superblock
473  mb_max_to_scan               The maximum number of extents the multiblock
474                               allocator will search to find the best extent
476  mb_min_to_scan               The minimum number of extents the multiblock
477                               allocator will search to find the best extent
479  mb_order2_req                Tuning parameter which controls the minimum size
480                               for requests (as a power of 2) where the buddy
481                               cache is used
483  mb_stats                     Controls whether the multiblock allocator should
484                               collect statistics, which are shown during the
485                               unmount. 1 means to collect statistics, 0 means
486                               not to collect statistics
488  mb_stream_req                Files which have fewer blocks than this tunable
489                               parameter will have their blocks allocated out
490                               of a block group specific preallocation pool, so
491                               that small files are packed closely together.
492                               Each large file will have its blocks allocated
493                               out of its own unique preallocation pool.
495  session_write_kbytes         This file is read-only and shows the number of
496                               kilobytes of data that have been written to this
497                               filesystem since it was mounted.
499  reserved_clusters            This is RW file and contains number of reserved
500                               clusters in the file system which will be used
501                               in the specific situations to avoid costly
502                               zeroout, unexpected ENOSPC, or possible data
503                               loss. The default is 2% or 4096 clusters,
504                               whichever is smaller and this can be changed
505                               however it can never exceed number of clusters
506                               in the file system. If there is not enough space
507                               for the reserved space when mounting the file
508                               mount will _not_ fail.
509 ..............................................................................
511 Ioctls
512 ======
514 There is some Ext4 specific functionality which can be accessed by applications
515 through the system call interfaces. The list of all Ext4 specific ioctls are
516 shown in the table below.
518 Table of Ext4 specific ioctls
519 ..............................................................................
520  Ioctl                        Description
521  EXT4_IOC_GETFLAGS            Get additional attributes associated with inode.
522                               The ioctl argument is an integer bitfield, with
523                               bit values described in ext4.h. This ioctl is an
524                               alias for FS_IOC_GETFLAGS.
526  EXT4_IOC_SETFLAGS            Set additional attributes associated with inode.
527                               The ioctl argument is an integer bitfield, with
528                               bit values described in ext4.h. This ioctl is an
529                               alias for FS_IOC_SETFLAGS.
531  EXT4_IOC_GETVERSION
532  EXT4_IOC_GETVERSION_OLD
533                               Get the inode i_generation number stored for
534                               each inode. The i_generation number is normally
535                               changed only when new inode is created and it is
536                               particularly useful for network filesystems. The
537                               '_OLD' version of this ioctl is an alias for
538                               FS_IOC_GETVERSION.
540  EXT4_IOC_SETVERSION
541  EXT4_IOC_SETVERSION_OLD
542                               Set the inode i_generation number stored for
543                               each inode. The '_OLD' version of this ioctl
544                               is an alias for FS_IOC_SETVERSION.
546  EXT4_IOC_GROUP_EXTEND        This ioctl has the same purpose as the resize
547                               mount option. It allows to resize filesystem
548                               to the end of the last existing block group,
549                               further resize has to be done with resize2fs,
550                               either online, or offline. The argument points
551                               to the unsigned logn number representing the
552                               filesystem new block count.
554  EXT4_IOC_MOVE_EXT            Move the block extents from orig_fd (the one
555                               this ioctl is pointing to) to the donor_fd (the
556                               one specified in move_extent structure passed
557                               as an argument to this ioctl). Then, exchange
558                               inode metadata between orig_fd and donor_fd.
559                               This is especially useful for online
560                               defragmentation, because the allocator has the
561                               opportunity to allocate moved blocks better,
562                               ideally into one contiguous extent.
564  EXT4_IOC_GROUP_ADD           Add a new group descriptor to an existing or
565                               new group descriptor block. The new group
566                               descriptor is described by ext4_new_group_input
567                               structure, which is passed as an argument to
568                               this ioctl. This is especially useful in
569                               conjunction with EXT4_IOC_GROUP_EXTEND,
570                               which allows online resize of the filesystem
571                               to the end of the last existing block group.
572                               Those two ioctls combined is used in userspace
573                               online resize tool (e.g. resize2fs).
575  EXT4_IOC_MIGRATE             This ioctl operates on the filesystem itself.
576                               It converts (migrates) ext3 indirect block mapped
577                               inode to ext4 extent mapped inode by walking
578                               through indirect block mapping of the original
579                               inode and converting contiguous block ranges
580                               into ext4 extents of the temporary inode. Then,
581                               inodes are swapped. This ioctl might help, when
582                               migrating from ext3 to ext4 filesystem, however
583                               suggestion is to create fresh ext4 filesystem
584                               and copy data from the backup. Note, that
585                               filesystem has to support extents for this ioctl
586                               to work.
588  EXT4_IOC_ALLOC_DA_BLKS       Force all of the delay allocated blocks to be
589                               allocated to preserve application-expected ext3
590                               behaviour. Note that this will also start
591                               triggering a write of the data blocks, but this
592                               behaviour may change in the future as it is
593                               not necessary and has been done this way only
594                               for sake of simplicity.
596  EXT4_IOC_RESIZE_FS           Resize the filesystem to a new size.  The number
597                               of blocks of resized filesystem is passed in via
598                               64 bit integer argument.  The kernel allocates
599                               bitmaps and inode table, the userspace tool thus
600                               just passes the new number of blocks.
602 EXT4_IOC_SWAP_BOOT            Swap i_blocks and associated attributes
603                               (like i_blocks, i_size, i_flags, ...) from
604                               the specified inode with inode
605                               EXT4_BOOT_LOADER_INO (#5). This is typically
606                               used to store a boot loader in a secure part of
607                               the filesystem, where it can't be changed by a
608                               normal user by accident.
609                               The data blocks of the previous boot loader
610                               will be associated with the given inode.
612 ..............................................................................
614 References
615 ==========
617 kernel source:  <file:fs/ext4/>
618                 <file:fs/jbd2/>
620 programs:       http://e2fsprogs.sourceforge.net/
622 useful links:   http://fedoraproject.org/wiki/ext3-devel
623                 http://www.bullopensource.org/ext4/
624                 http://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
625                 http://fedoraproject.org/wiki/Features/Ext4