Merge branch 'i8k-updates' from Alan
[linux-2.6] / Documentation / filesystems / ext4.txt
1
2 Ext4 Filesystem
3 ===============
4
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.
9
10 Mailing list:   linux-ext4@vger.kernel.org
11 Web site:       http://ext4.wiki.kernel.org
12
13
14 1. Quick usage instructions:
15 ===========================
16
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
20
21   - Compile and install the latest version of e2fsprogs (as of this
22     writing version 1.41.3) from:
23
24     http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=2406
25         
26         or
27
28     ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/people/tytso/e2fsprogs/
29
30         or grab the latest git repository from:
31
32     git://git.kernel.org/pub/scm/fs/ext2/e2fsprogs.git
33
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.
39
40   - Create a new filesystem using the ext4 filesystem type:
41
42         # mke2fs -t ext4 /dev/hda1
43
44     Or to configure an existing ext3 filesystem to support extents: 
45
46         # tune2fs -O extents /dev/hda1
47
48     If the filesystem was created with 128 byte inodes, it can be
49     converted to use 256 byte for greater efficiency via:
50
51         # tune2fs -I 256 /dev/hda1
52
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.)
56
57   - Mounting:
58
59         # mount -t ext4 /dev/hda1 /wherever
60
61   - When comparing performance with other filesystems, remember that
62     ext3/4 by default offers higher data integrity guarantees than most.
63     So when comparing with a metadata-only journalling filesystem, such
64     as ext3, use `mount -o data=writeback'.  And you might as well use
65     `mount -o nobh' too along with it.  Making the journal larger than
66     the mke2fs default often helps performance with metadata-intensive
67     workloads.
68
69 2. Features
70 ===========
71
72 2.1 Currently available
73
74 * ability to use filesystems > 16TB (e2fsprogs support not available yet)
75 * extent format reduces metadata overhead (RAM, IO for access, transactions)
76 * extent format more robust in face of on-disk corruption due to magics,
77 * internal redunancy in tree
78 * improved file allocation (multi-block alloc)
79 * fix 32000 subdirectory limit
80 * nsec timestamps for mtime, atime, ctime, create time
81 * inode version field on disk (NFSv4, Lustre)
82 * reduced e2fsck time via uninit_bg feature
83 * journal checksumming for robustness, performance
84 * persistent file preallocation (e.g for streaming media, databases)
85 * ability to pack bitmaps and inode tables into larger virtual groups via the
86   flex_bg feature
87 * large file support
88 * Inode allocation using large virtual block groups via flex_bg
89 * delayed allocation
90 * large block (up to pagesize) support
91 * efficent new ordered mode in JBD2 and ext4(avoid using buffer head to force
92   the ordering)
93
94 2.2 Candidate features for future inclusion
95
96 * Online defrag (patches available but not well tested)
97 * reduced mke2fs time via lazy itable initialization in conjuction with
98   the uninit_bg feature (capability to do this is available in e2fsprogs
99   but a kernel thread to do lazy zeroing of unused inode table blocks
100   after filesystem is first mounted is required for safety)
101
102 There are several others under discussion, whether they all make it in is
103 partly a function of how much time everyone has to work on them. Features like
104 metadata checksumming have been discussed and planned for a bit but no patches
105 exist yet so I'm not sure they're in the near-term roadmap.
106
107 The big performance win will come with mballoc, delalloc and flex_bg
108 grouping of bitmaps and inode tables.  Some test results available here:
109
110  - http://www.bullopensource.org/ext4/20080818-ffsb/ffsb-write-2.6.27-rc1.html
111  - http://www.bullopensource.org/ext4/20080818-ffsb/ffsb-readwrite-2.6.27-rc1.html
112
113 3. Options
114 ==========
115
116 When mounting an ext4 filesystem, the following option are accepted:
117 (*) == default
118
119 extents         (*)     ext4 will use extents to address file data.  The
120                         file system will no longer be mountable by ext3.
121
122 noextents               ext4 will not use extents for newly created files
123
124 journal_checksum        Enable checksumming of the journal transactions.
125                         This will allow the recovery code in e2fsck and the
126                         kernel to detect corruption in the kernel.  It is a
127                         compatible change and will be ignored by older kernels.
128
129 journal_async_commit    Commit block can be written to disk without waiting
130                         for descriptor blocks. If enabled older kernels cannot
131                         mount the device. This will enable 'journal_checksum'
132                         internally.
133
134 journal=update          Update the ext4 file system's journal to the current
135                         format.
136
137 journal=inum            When a journal already exists, this option is ignored.
138                         Otherwise, it specifies the number of the inode which
139                         will represent the ext4 file system's journal file.
140
141 journal_dev=devnum      When the external journal device's major/minor numbers
142                         have changed, this option allows the user to specify
143                         the new journal location.  The journal device is
144                         identified through its new major/minor numbers encoded
145                         in devnum.
146
147 noload                  Don't load the journal on mounting.
148
149 data=journal            All data are committed into the journal prior to being
150                         written into the main file system.
151
152 data=ordered    (*)     All data are forced directly out to the main file
153                         system prior to its metadata being committed to the
154                         journal.
155
156 data=writeback          Data ordering is not preserved, data may be written
157                         into the main file system after its metadata has been
158                         committed to the journal.
159
160 commit=nrsec    (*)     Ext4 can be told to sync all its data and metadata
161                         every 'nrsec' seconds. The default value is 5 seconds.
162                         This means that if you lose your power, you will lose
163                         as much as the latest 5 seconds of work (your
164                         filesystem will not be damaged though, thanks to the
165                         journaling).  This default value (or any low value)
166                         will hurt performance, but it's good for data-safety.
167                         Setting it to 0 will have the same effect as leaving
168                         it at the default (5 seconds).
169                         Setting it to very large values will improve
170                         performance.
171
172 barrier=<0|1(*)>        This enables/disables the use of write barriers in
173                         the jbd code.  barrier=0 disables, barrier=1 enables.
174                         This also requires an IO stack which can support
175                         barriers, and if jbd gets an error on a barrier
176                         write, it will disable again with a warning.
177                         Write barriers enforce proper on-disk ordering
178                         of journal commits, making volatile disk write caches
179                         safe to use, at some performance penalty.  If
180                         your disks are battery-backed in one way or another,
181                         disabling barriers may safely improve performance.
182
183 inode_readahead=n       This tuning parameter controls the maximum
184                         number of inode table blocks that ext4's inode
185                         table readahead algorithm will pre-read into
186                         the buffer cache.  The default value is 32 blocks.
187
188 orlov           (*)     This enables the new Orlov block allocator. It is
189                         enabled by default.
190
191 oldalloc                This disables the Orlov block allocator and enables
192                         the old block allocator.  Orlov should have better
193                         performance - we'd like to get some feedback if it's
194                         the contrary for you.
195
196 user_xattr              Enables Extended User Attributes.  Additionally, you
197                         need to have extended attribute support enabled in the
198                         kernel configuration (CONFIG_EXT4_FS_XATTR).  See the
199                         attr(5) manual page and http://acl.bestbits.at/ to
200                         learn more about extended attributes.
201
202 nouser_xattr            Disables Extended User Attributes.
203
204 acl                     Enables POSIX Access Control Lists support.
205                         Additionally, you need to have ACL support enabled in
206                         the kernel configuration (CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL).
207                         See the acl(5) manual page and http://acl.bestbits.at/
208                         for more information.
209
210 noacl                   This option disables POSIX Access Control List
211                         support.
212
213 reservation
214
215 noreservation
216
217 bsddf           (*)     Make 'df' act like BSD.
218 minixdf                 Make 'df' act like Minix.
219
220 debug                   Extra debugging information is sent to syslog.
221
222 errors=remount-ro(*)    Remount the filesystem read-only on an error.
223 errors=continue         Keep going on a filesystem error.
224 errors=panic            Panic and halt the machine if an error occurs.
225
226 data_err=ignore(*)      Just print an error message if an error occurs
227                         in a file data buffer in ordered mode.
228 data_err=abort          Abort the journal if an error occurs in a file
229                         data buffer in ordered mode.
230
231 grpid                   Give objects the same group ID as their creator.
232 bsdgroups
233
234 nogrpid         (*)     New objects have the group ID of their creator.
235 sysvgroups
236
237 resgid=n                The group ID which may use the reserved blocks.
238
239 resuid=n                The user ID which may use the reserved blocks.
240
241 sb=n                    Use alternate superblock at this location.
242
243 quota
244 noquota
245 grpquota
246 usrquota
247
248 bh              (*)     ext4 associates buffer heads to data pages to
249 nobh                    (a) cache disk block mapping information
250                         (b) link pages into transaction to provide
251                             ordering guarantees.
252                         "bh" option forces use of buffer heads.
253                         "nobh" option tries to avoid associating buffer
254                         heads (supported only for "writeback" mode).
255
256 stripe=n                Number of filesystem blocks that mballoc will try
257                         to use for allocation size and alignment. For RAID5/6
258                         systems this should be the number of data
259                         disks *  RAID chunk size in file system blocks.
260 delalloc        (*)     Deferring block allocation until write-out time.
261 nodelalloc              Disable delayed allocation. Blocks are allocation
262                         when data is copied from user to page cache.
263
264 Data Mode
265 =========
266 There are 3 different data modes:
267
268 * writeback mode
269 In data=writeback mode, ext4 does not journal data at all.  This mode provides
270 a similar level of journaling as that of XFS, JFS, and ReiserFS in its default
271 mode - metadata journaling.  A crash+recovery can cause incorrect data to
272 appear in files which were written shortly before the crash.  This mode will
273 typically provide the best ext4 performance.
274
275 * ordered mode
276 In data=ordered mode, ext4 only officially journals metadata, but it logically
277 groups metadata information related to data changes with the data blocks into a
278 single unit called a transaction.  When it's time to write the new metadata
279 out to disk, the associated data blocks are written first.  In general,
280 this mode performs slightly slower than writeback but significantly faster than journal mode.
281
282 * journal mode
283 data=journal mode provides full data and metadata journaling.  All new data is
284 written to the journal first, and then to its final location.
285 In the event of a crash, the journal can be replayed, bringing both data and
286 metadata into a consistent state.  This mode is the slowest except when data
287 needs to be read from and written to disk at the same time where it
288 outperforms all others modes.  Curently ext4 does not have delayed
289 allocation support if this data journalling mode is selected.
290
291 References
292 ==========
293
294 kernel source:  <file:fs/ext4/>
295                 <file:fs/jbd2/>
296
297 programs:       http://e2fsprogs.sourceforge.net/
298
299 useful links:   http://fedoraproject.org/wiki/ext3-devel
300                 http://www.bullopensource.org/ext4/
301                 http://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
302                 http://fedoraproject.org/wiki/Features/Ext4