SGI XFS 文件系统¶
XFS 是一个高性能的日志文件系统，起源于 SGI IRIX 平台。它是完全多线程的，可以支持大文件和大文件系统、扩展属性、可变块大小，是基于范围的，并且广泛使用 B 树（目录、范围、空闲空间）来帮助提高性能和可伸缩性。
有关更多详细信息，请参阅 https://xfs.wiki.kernel.org/ 上的文档。此实现与 IRIX 版本的 XFS 在磁盘上兼容。
挂载选项¶
挂载 XFS 文件系统时，接受以下选项。
- allocsize=size
设置执行延迟分配写出时的缓冲 I/O 文件末尾预分配大小（默认大小为 64KiB）。此选项的有效值包括页大小（通常为 4KiB）到 1GiB（包括），以 2 的幂递增。
默认行为是动态文件末尾预分配大小，它使用一组启发式方法来根据文件内的当前分配模式和文件的访问模式优化预分配大小。指定固定的
allocsize值会关闭动态行为。- attr2 或 noattr2
这些选项启用/禁用对磁盘上存储内联扩展属性的方式进行的“机会性”改进。首次选择
attr2时（无论是设置还是删除扩展属性时）使用新格式时，磁盘上的超级块功能位字段将更新以反映正在使用的此格式。默认行为由磁盘功能位确定，指示
attr2行为处于活动状态。如果设置了任一挂载选项，则该选项将成为文件系统使用的新默认值。启用 CRC 的文件系统始终使用
attr2格式，因此如果设置了noattr2挂载选项，则会拒绝该选项。- discard 或 nodiscard（默认）
启用/禁用发出命令以让块设备回收文件系统释放的空间。这对于 SSD 设备、精简配置的 LUN 和虚拟机映像非常有用，但可能会对性能产生影响。
注意：目前建议您使用
fstrim应用程序来discard未使用的块，而不是discard挂载选项，因为此选项的性能影响相当严重。- grpid/bsdgroups 或 nogrpid/sysvgroups（默认）
这些选项定义了新创建的文件获取的组 ID。设置
grpid时，它会采用其创建目录的组 ID；否则，它会采用当前进程的fsgid，除非目录设置了setgid位，在这种情况下，它会从父目录获取gid，并且如果本身是目录，则也会设置setgid位。- filestreams
使数据分配器在整个文件系统上使用 filestreams 分配模式，而不仅仅是在配置为使用它的目录上。
- ikeep 或 noikeep（默认）
指定
ikeep时，XFS 不会删除空的 inode 集群，并将其保留在磁盘上。指定noikeep时，空的 inode 集群将返回到空闲空间池。- inode32 或 inode64（默认）
指定
inode32时，表示 XFS 将 inode 创建限制为不会导致 inode 编号的有效位数超过 32 位的创建位置。指定
inode64时，表示 XFS 允许在文件系统中的任何位置创建 inode，包括那些将导致 inode 编号占用超过 32 位有效位数的位置。
inode32用于向后兼容较旧的系统和应用程序，因为 64 位 inode 编号可能会给某些无法处理大 inode 编号的应用程序带来问题。如果正在使用的应用程序不处理大于 32 位的 inode 编号，则应指定inode32选项。- largeio 或 nolargeio（默认）
如果指定
nolargeio，则 stat(2) 在st_blksize中报告的最佳 I/O 将尽可能小，以允许用户应用程序避免低效的读/修改/写 I/O。这通常是机器的页面大小，因为这是页面缓存的粒度。如果指定了
largeio，则使用指定的swidth创建的文件系统将在st_blksize中返回swidth值（以字节为单位）。如果文件系统没有指定swidth，但指定了allocsize，则将改为返回allocsize（以字节为单位）。否则，行为与指定nolargeio时相同。- logbufs=value
设置内存中日志缓冲区的数量。有效数字范围为 2-8（包括）。
默认值为 8 个缓冲区。
如果 8 个日志缓冲区的内存成本在小型系统上过高，则可以降低该成本，但会在元数据密集型工作负载上付出一定的性能代价。下面的
logbsize选项控制每个缓冲区的大小，因此也与此情况相关。- logbsize=value
设置每个内存中日志缓冲区的大小。该大小可以以字节为单位指定，也可以以千字节为单位指定，并带有“k”后缀。版本 1 和版本 2 日志的有效大小为 16384 (16k) 和 32768 (32k)。版本 2 日志的有效大小还包括 65536 (64k)、131072 (128k) 和 262144 (256k)。logbsize 必须是 mkfs(8) 时配置的日志条纹单元的整数倍。
版本 1 日志的默认值为 32768，而版本 2 日志的默认值为 MAX(32768, log_sunit)。
- logdev=device 和 rtdev=device
使用外部日志（元数据日志）和/或实时设备。XFS 文件系统最多包含三个部分：数据区、日志区和实时区。实时区是可选的，日志区可以与数据区分离或包含在数据区内。
- 不对齐
数据分配将不会在条带单元边界对齐。这仅适用于通过 mkfs(8) 使用非零数据对齐参数（
sunit,swidth）创建的文件系统。- 不恢复
文件系统将在不运行日志恢复的情况下挂载。如果文件系统未干净地卸载，则在
norecovery模式下挂载时，很可能是不一致的。因此，某些文件或目录可能无法访问。以norecovery挂载的文件系统必须以只读方式挂载，否则挂载将失败。- 不使用uuid
不使用文件系统的
uuid检查双重挂载的文件系统。这对于挂载 LVM 快照卷很有用，并且通常与norecovery结合使用，以挂载只读快照。- 无配额
强制关闭文件系统中的所有配额记帐和实施。
- uquota/usrquota/uqnoenforce/quota
启用用户磁盘配额记帐和（可选）限制实施。有关更多详细信息，请参阅 xfs_quota(8)。
- gquota/grpquota/gqnoenforce
启用组磁盘配额记帐和（可选）限制实施。有关更多详细信息，请参阅 xfs_quota(8)。
- pquota/prjquota/pqnoenforce
启用项目磁盘配额记帐和（可选）限制实施。有关更多详细信息，请参阅 xfs_quota(8)。
- sunit=值 和 swidth=值
用于指定 RAID 设备或条带卷的条带单元和宽度。“值”必须以 512 字节的块为单位指定。这些选项仅适用于使用非零数据对齐参数创建的文件系统。
指定的
sunit和swidth参数必须与现有的文件系统对齐特性兼容。一般来说，这意味着对sunit的唯一有效更改是将其增加 2 的幂次方倍数。有效的swidth值是有效sunit值的任何整数倍数。通常，只有在底层 RAID 设备的几何结构被修改后（例如向 RAID5 lun 添加新磁盘并重新塑造它）时，这些挂载选项才是必要的。
- swalloc
当当前文件末尾被扩展并且文件大小大于条带宽度大小时，数据分配将向上舍入到条带宽度边界。
- wsync
指定后，所有文件系统命名空间操作都将同步执行。这确保了当命名空间操作（创建、取消链接等）完成时，对命名空间的更改将位于稳定存储中。这在 HA 设置中很有用，在 HA 设置中，故障转移不得导致客户端在故障转移事件期间或之后看到不一致的命名空间呈现。
V4 格式的弃用¶
V4 文件系统格式缺少 V5 格式支持的某些功能，例如元数据校验和、加强的元数据验证以及存储 2038 年以后的时间戳的能力。因此，V4 格式已被弃用。所有用户都应该通过备份文件、重新格式化以及从备份还原来升级。
管理员和用户可以通过针对文件系统挂载点运行 xfs_info 并检查是否包含“crc=”的字符串来检测 V4 文件系统。如果未找到此类字符串，请将 xfsprogs 升级到最新版本，然后重试。
弃用将分两个部分进行。现在可以通过 Kconfig 选项在内核构建时禁用对挂载 V4 文件系统的支持。该选项在 2025 年 9 月之前默认为 yes，届时将更改为默认为 no。在 2030 年 9 月，将从代码库中完全删除支持。
注意：发行商可能会选择早于上述日期撤回对 V4 格式的支持。
已弃用的挂载选项¶
名称 |
删除时间表 |
|---|---|
使用 V4 文件系统挂载 |
2030 年 9 月 |
挂载 ascii-ci 文件系统 |
2030 年 9 月 |
ikeep/noikeep |
2025 年 9 月 |
attr2/noattr2 |
2025 年 9 月 |
已删除的挂载选项¶
名称 |
已删除 |
|---|---|
delaylog/nodelaylog |
v4.0 |
ihashsize |
v4.0 |
irixsgid |
v4.0 |
osyncisdsync/osyncisosync |
v4.0 |
barrier |
v4.19 |
nobarrier |
v4.19 |
sysctls¶
以下 sysctl 可用于 XFS 文件系统
- fs.xfs.stats_clear (最小值：0 默认值：0 最大值：1)
将此设置为“1”会清除 /proc/fs/xfs/stat 中累积的 XFS 统计信息。然后立即重置为“0”。
- fs.xfs.xfssyncd_centisecs（最小值：100 默认值：3000 最大值：720000）
文件系统将元数据刷新到磁盘并运行内部缓存清理例程的间隔。
- fs.xfs.filestream_centisecs（最小值：1 默认值：3000 最大值：360000）
文件系统老化文件流缓存引用并将超时的 AG 返回到空闲流池的间隔。
- fs.xfs.speculative_prealloc_lifetime
（单位：秒 最小值：1 默认值：300 最大值：86400）后台扫描具有未使用投机预分配的 inode 的间隔。扫描会从干净的 inode 中删除未使用的预分配，并将未使用的空间释放回空闲池。
- fs.xfs.speculative_cow_prealloc_lifetime
这是 speculative_prealloc_lifetime 的别名。
- fs.xfs.error_level（最小值：0 默认值：3 最大值：11）
发生内部错误时用于错误报告的卷旋钮。例如，这将为文件系统关闭生成详细的消息和回溯。当前的阈值是
XFS_ERRLEVEL_OFF: 0 XFS_ERRLEVEL_LOW: 1 XFS_ERRLEVEL_HIGH: 5
- fs.xfs.panic_mask（最小值：0 默认值：0 最大值：511）
导致某些错误条件调用 BUG()。值是位掩码；将表示应该导致恐慌的错误的标签进行 OR 运算
XFS_NO_PTAG 0 XFS_PTAG_IFLUSH 0x00000001 XFS_PTAG_LOGRES 0x00000002 XFS_PTAG_AILDELETE 0x00000004 XFS_PTAG_ERROR_REPORT 0x00000008 XFS_PTAG_SHUTDOWN_CORRUPT 0x00000010 XFS_PTAG_SHUTDOWN_IOERROR 0x00000020 XFS_PTAG_SHUTDOWN_LOGERROR 0x00000040 XFS_PTAG_FSBLOCK_ZERO 0x00000080 XFS_PTAG_VERIFIER_ERROR 0x00000100
此选项仅用于调试。
- fs.xfs.irix_symlink_mode（最小值：0 默认值：0 最大值：1）
控制是否使用模式 0777（默认）创建符号链接，或者它们的模式是否受 umask（irix 模式）的影响。
- fs.xfs.irix_sgid_inherit（最小值：0 默认值：0 最大值：1）
控制在 SGID 目录中创建的文件。如果新文件的组 ID 与父目录的有效组 ID 或补充组 ID 之一不匹配，则如果设置了 irix_sgid_inherit 兼容性 sysctl，则会清除 ISGID 位。
- fs.xfs.inherit_sync（最小值：0 默认值：1 最大值：1）
将此设置为“1”将导致由 xfs_io(8) chattr 命令在目录上设置的“sync”标志由该目录中的文件继承。
- fs.xfs.inherit_nodump（最小值：0 默认值：1 最大值：1）
将此设置为“1”将导致由 xfs_io(8) chattr 命令在目录上设置的“nodump”标志由该目录中的文件继承。
- fs.xfs.inherit_noatime（最小值：0 默认值：1 最大值：1）
将此设置为“1”将导致由 xfs_io(8) chattr 命令在目录上设置的“noatime”标志由该目录中的文件继承。
- fs.xfs.inherit_nosymlinks（最小值：0 默认值：1 最大值：1）
将此设置为“1”将导致由 xfs_io(8) chattr 命令在目录上设置的“nosymlinks”标志由该目录中的文件继承。
- fs.xfs.inherit_nodefrag（最小值：0 默认值：1 最大值：1）
将此设置为“1”将导致由 xfs_io(8) chattr 命令在目录上设置的“nodefrag”标志由该目录中的文件继承。
- fs.xfs.rotorstep（最小值：1 默认值：1 最大值：256）
在“inode32”分配模式下，此选项确定分配器在移动到下一个分配组之前尝试在同一分配组中分配多少个文件。目的是控制分配器在为新文件分配盘区时在分配组之间移动的速率。
已弃用的 Sysctls¶
名称 |
删除时间表 |
|---|---|
fs.xfs.irix_sgid_inherit |
2025 年 9 月 |
fs.xfs.irix_symlink_mode |
2025 年 9 月 |
fs.xfs.speculative_cow_prealloc_lifetime |
2025 年 9 月 |
已删除的 Sysctls¶
名称 |
已删除 |
|---|---|
fs.xfs.xfsbufd_centisec |
v4.0 |
fs.xfs.age_buffer_centisecs |
v4.0 |
错误处理¶
XFS 可以根据其操作期间发现的错误类型采取不同的操作。该实现向错误处理程序引入了以下概念
- -失败速度
定义当在文件系统操作期间发现特定错误时，XFS 向上传播错误的速度。它可以立即传播、在定义的重试次数之后、在设定的时间段之后或只是永远重试。
- -错误类
指定错误配置将应用于的子系统，例如元数据 IO 或内存分配。不同的子系统将具有不同的错误处理程序，可以配置其行为。
- -错误处理程序
定义特定错误的行为。
可以在 sysfs 文件中设置错误期间的文件系统行为。每个错误处理程序都独立工作 - 特定类的错误处理程序满足的第一个条件将导致错误传播，而不是重置并重试。
当错误传播时，文件系统采取的操作取决于上下文 - 它可能会在发生不可恢复的错误时导致关闭、可能会报告回用户空间，或者甚至可能会被忽略，因为我们无法对错误做任何有用的处理，或者没有可以报告它的人（例如，在卸载期间）。
配置文件按照以下层次结构组织，用于每个挂载的文件系统
/sys/fs/xfs/<dev>/error/<class>/<error>/
- 其中
- <dev>
挂载文件系统的短设备名称。这与 XFS 内核错误消息中显示的设备名称相同，如“XFS(<dev>): ...”
- <class>
错误配置所属的子系统。截至 4.9，定义的类是
“metadata”：应用元数据缓冲区写入 IO
- <error>
各个错误处理程序配置。
每个文件系统在其顶级目录中都有定义的“全局”错误配置选项
/sys/fs/xfs/<dev>/error/
- fail_at_unmount（最小值：0 默认值：1 最大值：1）
定义卸载时文件系统的错误行为。
如果设置为值 1，则 XFS 将在卸载期间覆盖所有其他错误配置，并将它们替换为“立即失败”特性。即，没有重试，没有重试超时。当存在持久性错误时，这将始终允许卸载成功。
如果设置为 0，配置的重试行为将持续进行，直到所有重试和/或超时都耗尽。当存在持久性错误时，这将延迟卸载完成，并且在“无限重试”处理程序配置的情况下，可能会阻止文件系统完全卸载。
注意：无法保证在卸载正在进行时可以设置 fail_at_unmount。卸载文件系统可能会在 “无限重试” 错误处理程序配置导致卸载挂起之前删除
sysfs条目，因此必须在卸载开始之前对文件系统进行适当的配置，以防止卸载挂起。
每个文件系统都有特定的错误类处理程序，用于定义特定错误的错误传播行为。还有一个“默认”错误处理程序，用于定义所有没有特定处理程序定义的错误的传播行为。如果为单个错误配置了多个重试约束，则第一个过期的重试配置将导致错误传播。处理程序配置位于目录中
/sys/fs/xfs/<dev>/error/<class>/<error>/
- max_retries（最小值：-1，默认值：各异，最大值：INTMAX）
定义在文件系统传播错误之前允许的特定错误的重试次数。给定错误上下文（例如，特定的元数据缓冲区）的重试计数会在每次操作成功完成后重置。
将值设置为“-1”将导致 XFS 针对此特定错误无限重试。
将值设置为“0”将导致 XFS 在报告特定错误时立即失败。
将值设置为“N”（其中 0 < N < Max）将使 XFS 在传播错误之前重试操作 “N” 次。
- retry_timeout_seconds（最小值：-1，默认值：各异，最大值：1 天）
定义当发现特定错误时，文件系统允许重试操作的时间量（以秒为单位）。
将值设置为“-1”将允许 XFS 针对此特定错误无限重试。
将值设置为“0”将导致 XFS 在报告特定错误时立即失败。
将值设置为“N”（其中 0 < N < Max）将允许 XFS 在传播错误之前重试操作最多 “N” 秒。
注意： 特定错误处理程序的默认行为取决于类和错误上下文。例如，“metadata/ENODEV”的默认值为“0”而不是“-1”，因此此错误处理程序默认采用“立即失败”行为。这样做是因为 ENODEV 是一个致命的、不可恢复的错误，无论元数据 IO 重试多少次都无法恢复。
工作队列并发性¶
XFS 使用内核工作队列来并行化元数据更新过程。这使其能够利用可以同时处理多个 IO 操作的存储硬件。此接口暴露了 XFS 的内部实现细节，因此明确不属于内核可能向用户空间提供的任何用户空间 API/ABI 保证的一部分。这些是 XFS 用于并发的通用工作队列实现的未记录功能，此处提供这些功能纯粹是为了诊断和调整目的，并且将来可能会随时更改。
文件系统工作队列的控制旋钮按手头的任务和数据设备的短名称进行组织。它们都可以在以下位置找到
/sys/bus/workqueue/devices/${task}!${device}
任务 |
描述 |
|---|---|
xfs_iwalk-$pid |
整个文件系统的 inode 扫描。目前仅限于挂载时的配额检查。 |
xfs-gc |
在 EOF 之外或用于暂存写入时复制操作而推测性分配的磁盘空间的后台垃圾回收。 |
例如，/dev/nvme0n1 的配额检查工作队列的旋钮将在 /sys/bus/workqueue/devices/xfs_iwalk-1111!nvme0n1/ 中找到。
XFS 工作队列的有趣旋钮如下
旋钮 |
描述 |
|---|---|
max_active |
可以启动来运行工作的最大后台线程数。 |
cpumask |
允许线程在其上运行的 CPU。 |
nice |
调度线程的相对优先级。这些是可以应用于用户空间进程的相同 nice 级别。 |