Filesystem

在 Mac 下可通过虚拟机来格式化磁盘
使用 rufus 制作 Windows 启动盘
CHS - 柱面-磁头-扇区 - Cylinder-head-sector
Solid State Drives
Flash file system
unix.stackexchange.com/questions/198590
针对闪存优化的文件系统
- APFS
- exFAT
- F2FS
- JFFS、JFFS2
- ZFS - 利用 SSD 缓存、日志
虚拟化相关特性
- COW
  - btrfs, zfs
- holes
  - ext2, ext3
- Snapshot
XFS
- 慢
- 基于日志
- 足够稳定,适合生产,使用最为广泛
Btrfs
- 最快
- CopyOnWrite
- 支持写快照
- 支持 XATTRs 和 inline data
- 支持热 fsck
- Ceph 可同时写日志和对象数据
- 正在趋于稳点和生产
Ext4
- 适合生产
- 基于日志
- 文件名有长度限制
F2FS
- Linux 内核支持 - v3.8 - 2010-12-20
  - 5.6+ 支持压缩 - LZO、LZ4
  - 5.7+ 支持 zstd
- 针对闪存优化 - SSD、TF、USB
- 主流 Android 手机均使用该系统
参考
mhx/dwarfs
- fast high compression read-only file system
- HN

N/A	Minix	Ext	Ext2	Xia
Max FS size	64 MB	2 GB 4 TB 2 GB
Max file size	64 MB	2 GB 2 GB 64 MB
Max file name	16/30 c	255 c	255 c	248 c
3 times support	No	No	Yes	Yes
Extensible	No	No	Yes	No
Var. block size	No	No	Yes	No

fs	create	grow	shrink	move	copy	check	label	uuid	pkgs
btrfs	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	btrfs-progs/btrfs-tools
exfat	❌	❌	❌	✅	✅	❌	❌	❌
ext2	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	e2fsprogs
ext2	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	e2fsprogs
ext2	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	e2fsprogs
f2fs	✅	✅	❌	✅	✅	✅	❌	❌	f2fs-tools
fat16	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	dosfstools, mtools
fat32	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	dosfstools, mtools
hfs	✅	❌	✅	✅	✅	❌	❌	❌	hfsutils
hfs+	✅	❌	✅	✅	✅	✅	❌	❌	hfsutils
jfs	✅	✅	❌	✅	✅	✅	✅	✅	jfsutils
swap	✅	✅	❌	✅	✅	❌	✅	✅	util-linux
luks	❌	✅	❌	✅	✅	❌	❌	❌	cryptsetup, dmsetup
lvm2 pv	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	lvm2
minix	✅	❌	❌	✅	✅	✅	❌	❌	util-linux
nilfs2	✅	✅	✅	✅	✅	❌	✅	✅	nilfs-utils/nilfs-tools
ntfs	✅	✅	✅	✅	✅	❌	✅	✅	ntfs-3g/ntfsprogs
reiser4	✅	❌	❌	✅	✅	✅	❌	❌	reiser4progs
reiserfs	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	✅	reiserfsprogs/reiserfs-utils
udf	✅	❌	❌	✅	✅	❌	✅	✅	udftools
xfs	✅	✅	❌	✅	✅	✅	✅	✅	xfsprogs, xfsdump

基准测试

bash

# /dev/zero 最快,但可能会被压缩
time cat /dev/zero | head -c $((1024*1024*500)) > /dev/null
real	0m0.439s
user	0m0.026s
sys	0m0.747s

# /dev/urandom 性能较慢
time cat /dev/urandom | head -c $((1024*1024*500)) > /dev/null
real	1m25.427s
user	0m0.097s
sys	1m25.713s

# openssl 随机数相对更快
time openssl rand $((1024*1024*500)) | head -c $((1024*1024*500)) > /dev/null
real	0m9.721s
user	0m9.024s
sys	0m1.284s

# 监控 IO 状况
iostat -mx -d sda 1

dd bs=16M count=64 if=test of=test1 conv=fdatasync

dd benchmark

常用操作

bash

# 可查看速度
pv /home/user/bigfile.iso | md5sum
# 8.25 后可查看进度
dd if=/dev/urandom of=/dev/null status=progress
# urandom 会限制速度,可以使用文件来测试
truncat -s 10G test.data
dd if=test.data of=/dev/null status=progress
# 似乎会更快
pv < /dev/sda > /dev/sdb
# 使用 PV 监控速度
dd if=/dev/urandom | pv | dd of=/dev/null
# 简单一点
pv bigfile.iso | dd of=VirtualDisk.raw
# 在 DD 执行以后也可以查看进度
kill -USR1 $(pgrep ^dd)
watch -n5 'kill -USR1 $(pgrep ^dd)'
# 在 BSD/MAC 下需要 INFO
kill -INFO $(pgrep ^dd$)
# 同上简单一点
pkill -usr1 dd

# 将磁盘制作为镜像文件
dd if=/dev/sdb of=./disk.img
# 从文件恢复到磁盘
dd if=./disk.img of=/dev/sdb

# 挂载 smb
# Windows 共享无密码时使用 guest
mount_smbfs //guest:[email protected]/share/ ~/mnt/share/
# 或者挂载 cifs 也可以
mount -t cifs -o username=guest,password=guest //192.168.8.1/share/ ~/mnt/share/

# 如果使用的环境没有相关的 linux 工具,可以考虑使用 docker
docker run --rm -it --privileged -v /:/host ubuntu

diskutil

diskutil.8

OS X

bash

# 相当于 fdisk -l
diskutil list
# umount 经常无法直接操作
diskutil unmount /Volumes/<挂载名>
diskutil unmountdisk /dev/disk2
# 格式化磁盘
diskutil eraseDisk HFS+ DISK disk2
# 磁盘分区
diskutil partitionDisk disk4 1 GPT HFS+ newdisk R

# 格式化为 exfat
diskutil eraseDisk ExFAT MyUSB /dev/disk6

# 添加 ext 类磁盘操作工具
brew install e2fsprogs
ls `brew --prefix e2fsprogs`/sbin

特殊特性

rename2
- overlay 依赖
- zfs 尚不支持
clone
- zfs 尚不支持

FAQ

disk vs rdisk on BSD

man hdiutil

/dev/rdisk nodes are character-special devices, but are "raw" in the BSD sense and force block-aligned I/O. They are closer to the physical disk than the buffer cache. /dev/disk nodes, on the other hand, are buffered block-special devices and are used primarily by the kernel's filesystem code.

即 rdisk 几乎是直接访问物理设备,disk 还会经过系统缓存.在能使用 rdisk 时不使用 disk.

superuser.com/questions/631592

文件时间

HN Linus on btime: “Let’s wait five years” (2010)

时间缩写	全称	说明
atime	Access Time	访问时间
ctime	Change Time	当访问权限等修改时,会修改该时间
mtime	Modify Time	当修改文件内容时会修改该时间
btime	Birth Time	创建时间

	windows	linux	solaris	dragonfly	nacl	freebsd	darwin	netbsd	openbsd	plan9
atime	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓
mtime	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓
ctime	✓*	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓	✓
btime	✓	n/a	n/a	n/a	n/a	✓	✓	✓

Windows XP 不支持 ctime, Vista 以上支持.
可使用 stat 文件名 查看
该表格摘自 djherbis/times

bash

$ stat sg_store.db
  File: 'sg_store.db'
  Size: 45056          	Blocks: 88         IO Block: 4096   regular file
Device: 1000004h/16777220d     	Inode: 45296478    Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (  501/   root)   Gid: (   20/   root)
Access: 2016-09-22 15:26:54.000000000 +0800
Modify: 2016-09-22 15:26:54.000000000 +0800
Change: 2016-09-22 15:27:20.000000000 +0800
 Birth: 2016-09-21 23:05:30.000000000 +0800

# 修改 mtime 和 ctime
$ touch sg_store.db
# 修改 ctime
$ chown root:root sg_store.db

基准测试

常用操作

diskutil

OS X

特殊特性

FAQ

disk vs rdisk on BSD

文件时间

关联信息

References

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