我正在尝试修改 ext3 文件系统。基本上，我想确保文件的 inode 保存在与其存储元数据的文件相同（或相邻）的块中。希望这应该有助于提高磁盘访问性能
我获取了内核源代码，对其进行了编译，阅读了一堆关于 inode 的信息，并查看了 fs 子目录中的 inode.c 文件。但是，我只是不确定如何确保正在创建的任何新文件以及该文件的 inode 可以保存在相同或相邻的块中。任何帮助或进一步阅读的指示将不胜感激。谢谢！
【问题讨论】：
标签： filesystems linux-kernel kernel inode
感谢进入文件系统设计！
首先，在深入研究黑客之前，请提供一些工程建议：制作 ext3 树的副本并将文件系统重命名为其他名称。我发现在将实验性更改引入文件系统时，您真的不希望它用于您的主系统。即使您引入了随机丢失文件的错误（最终会发生），您的系统仍应启动。您还需要分支 ext3 用户空间工具以使用您的新系统。
其次，去获取 Bovet 和 Cesati 的 Understanding the Linux Kernel, 3 ed. 的副本。它提供了一个有组织的内核子系统视图，我发现它的解释是值得的。它是为较旧的内核编写的（某些 x x；我完全忘记了），但它在许多地方仍然是准确的。通读它对文件系统的描述。我相信它涵盖了 ext3。
第三，关于您的实际项目，您并不是提议对 ext3 进行简单的修改。该文件系统有一种非常直接的方式将 inode 编号映射到磁盘块。您需要找到一种新的方法来进行此映射。我预计不会对 ext3 的其余部分进行任何更改。解决这一挑战可能是您架构的关键设计点之一。请注意，保留大量 inode -> 磁盘块映射并不能解决您的问题：它可能并不比现有的 ext3 好。
【讨论】：
有趣的想法。
我对 ext3 不是很熟悉，但我可以给你一些一般性的指点。
目前 ext3 将 inode 存储在预定位置。每个块组都有自己的 inode 表，即一个 inode 数组。因此，当您有一个 inode 编号（即，作为在目录中查找文件名的结果）时，您可以通过首先使用 inode 编号选择正确的块组，然后索引到该块，在磁盘上找到相应的 inode组的 inode 表。
如果您想将 inode 放在相应的文件数据旁边，您将需要一个新的方案来在磁盘上查找 inode。如果您愿意为每个 inode 分配一个块，那么一种可能的方案是每次需要一个 inode 时分配一个新块，然后使用块编号作为 inode 编号。这可能有一个好处，即对于小文件，您可以将数据存储在同一个块中。
要让这样的事情发生，创建一个新文件（即分配一个 inode）的工作方式必须与当前的 ext3 文件系统完全不同。您必须分配一个空块并自己初始化它，而不是使用位图来查找未使用的、预分配和预初始化的 inode。因此，您可能想看看文件系统在写入文件时如何分配块，然后模仿它来分配 inode。
另一种方案是将索引节点存储在内部目录中。因此，您保存 I/O 不是因为 inode 位于其数据旁边，而是因为当您查找文件名时，您还读取了 inode。这是在 90 年代在 BSD 的 FFS 文件系统中进行的一项实验，并以出色的 USENIX Paper 编写。这些想法从未进入 FFS 或我所知道的任何其他主流文件系统，因此看看它们在 ext3 中如何工作可能会很有趣。
无论您是采用其中一种方案还是想出自己的方案，您还必须修改 mke2fs 以初始化磁盘上的文件系统，以使您的新文件系统变体就明白了。
祝你好运！这听起来像是一个有趣的项目。
【讨论】：