ext4: Add mount option to set kjournald's I/O priority
[safe/jmp/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, 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,nobh' can be faster for some workloads.  (Note
72     however that running mounted with data=writeback can potentially
73     leave stale data exposed in recently written files in case of an
74     unclean shutdown, which could be a security exposure in some
75     situations.)  Configuring the filesystem with a large journal can
76     also be helpful for metadata-intensive workloads.
77
78 2. Features
79 ===========
80
81 2.1 Currently available
82
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 * fix 32000 subdirectory limit
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 * efficent new ordered mode in JBD2 and ext4(avoid using buffer head to force
101   the ordering)
102
103 2.2 Candidate features for future inclusion
104
105 * Online defrag (patches available but not well tested)
106 * reduced mke2fs time via lazy itable initialization in conjuction with
107   the uninit_bg feature (capability to do this is available in e2fsprogs
108   but a kernel thread to do lazy zeroing of unused inode table blocks
109   after filesystem is first mounted is required for safety)
110
111 There are several others under discussion, whether they all make it in is
112 partly a function of how much time everyone has to work on them. Features like
113 metadata checksumming have been discussed and planned for a bit but no patches
114 exist yet so I'm not sure they're in the near-term roadmap.
115
116 The big performance win will come with mballoc, delalloc and flex_bg
117 grouping of bitmaps and inode tables.  Some test results available here:
118
119  - http://www.bullopensource.org/ext4/20080818-ffsb/ffsb-write-2.6.27-rc1.html
120  - http://www.bullopensource.org/ext4/20080818-ffsb/ffsb-readwrite-2.6.27-rc1.html
121
122 3. Options
123 ==========
124
125 When mounting an ext4 filesystem, the following option are accepted:
126 (*) == default
127
128 ro                      Mount filesystem read only. Note that ext4 will
129                         replay the journal (and thus write to the
130                         partition) even when mounted "read only". The
131                         mount options "ro,noload" can be used to prevent
132                         writes to the filesystem.
133
134 extents         (*)     ext4 will use extents to address file data.  The
135                         file system will no longer be mountable by ext3.
136
137 noextents               ext4 will not use extents for newly created files
138
139 journal_checksum        Enable checksumming of the journal transactions.
140                         This will allow the recovery code in e2fsck and the
141                         kernel to detect corruption in the kernel.  It is a
142                         compatible change and will be ignored by older kernels.
143
144 journal_async_commit    Commit block can be written to disk without waiting
145                         for descriptor blocks. If enabled older kernels cannot
146                         mount the device. This will enable 'journal_checksum'
147                         internally.
148
149 journal=update          Update the ext4 file system's journal to the current
150                         format.
151
152 journal_dev=devnum      When the external journal device's major/minor numbers
153                         have changed, this option allows the user to specify
154                         the new journal location.  The journal device is
155                         identified through its new major/minor numbers encoded
156                         in devnum.
157
158 noload                  Don't load the journal on mounting.  Note that
159                         if the filesystem was not unmounted cleanly,
160                         skipping the journal replay will lead to the
161                         filesystem containing inconsistencies that can
162                         lead to any number of problems.
163
164 data=journal            All data are committed into the journal prior to being
165                         written into the main file system.
166
167 data=ordered    (*)     All data are forced directly out to the main file
168                         system prior to its metadata being committed to the
169                         journal.
170
171 data=writeback          Data ordering is not preserved, data may be written
172                         into the main file system after its metadata has been
173                         committed to the journal.
174
175 commit=nrsec    (*)     Ext4 can be told to sync all its data and metadata
176                         every 'nrsec' seconds. The default value is 5 seconds.
177                         This means that if you lose your power, you will lose
178                         as much as the latest 5 seconds of work (your
179                         filesystem will not be damaged though, thanks to the
180                         journaling).  This default value (or any low value)
181                         will hurt performance, but it's good for data-safety.
182                         Setting it to 0 will have the same effect as leaving
183                         it at the default (5 seconds).
184                         Setting it to very large values will improve
185                         performance.
186
187 barrier=<0|1(*)>        This enables/disables the use of write barriers in
188                         the jbd code.  barrier=0 disables, barrier=1 enables.
189                         This also requires an IO stack which can support
190                         barriers, and if jbd gets an error on a barrier
191                         write, it will disable again with a warning.
192                         Write barriers enforce proper on-disk ordering
193                         of journal commits, making volatile disk write caches
194                         safe to use, at some performance penalty.  If
195                         your disks are battery-backed in one way or another,
196                         disabling barriers may safely improve performance.
197
198 inode_readahead=n       This tuning parameter controls the maximum
199                         number of inode table blocks that ext4's inode
200                         table readahead algorithm will pre-read into
201                         the buffer cache.  The default value is 32 blocks.
202
203 orlov           (*)     This enables the new Orlov block allocator. It is
204                         enabled by default.
205
206 oldalloc                This disables the Orlov block allocator and enables
207                         the old block allocator.  Orlov should have better
208                         performance - we'd like to get some feedback if it's
209                         the contrary for you.
210
211 user_xattr              Enables Extended User Attributes.  Additionally, you
212                         need to have extended attribute support enabled in the
213                         kernel configuration (CONFIG_EXT4_FS_XATTR).  See the
214                         attr(5) manual page and http://acl.bestbits.at/ to
215                         learn more about extended attributes.
216
217 nouser_xattr            Disables Extended User Attributes.
218
219 acl                     Enables POSIX Access Control Lists support.
220                         Additionally, you need to have ACL support enabled in
221                         the kernel configuration (CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL).
222                         See the acl(5) manual page and http://acl.bestbits.at/
223                         for more information.
224
225 noacl                   This option disables POSIX Access Control List
226                         support.
227
228 reservation
229
230 noreservation
231
232 bsddf           (*)     Make 'df' act like BSD.
233 minixdf                 Make 'df' act like Minix.
234
235 debug                   Extra debugging information is sent to syslog.
236
237 errors=remount-ro       Remount the filesystem read-only on an error.
238 errors=continue         Keep going on a filesystem error.
239 errors=panic            Panic and halt the machine if an error occurs.
240                         (These mount options override the errors behavior
241                         specified in the superblock, which can be configured
242                         using tune2fs)
243
244 data_err=ignore(*)      Just print an error message if an error occurs
245                         in a file data buffer in ordered mode.
246 data_err=abort          Abort the journal if an error occurs in a file
247                         data buffer in ordered mode.
248
249 grpid                   Give objects the same group ID as their creator.
250 bsdgroups
251
252 nogrpid         (*)     New objects have the group ID of their creator.
253 sysvgroups
254
255 resgid=n                The group ID which may use the reserved blocks.
256
257 resuid=n                The user ID which may use the reserved blocks.
258
259 sb=n                    Use alternate superblock at this location.
260
261 quota
262 noquota
263 grpquota
264 usrquota
265
266 bh              (*)     ext4 associates buffer heads to data pages to
267 nobh                    (a) cache disk block mapping information
268                         (b) link pages into transaction to provide
269                             ordering guarantees.
270                         "bh" option forces use of buffer heads.
271                         "nobh" option tries to avoid associating buffer
272                         heads (supported only for "writeback" mode).
273
274 stripe=n                Number of filesystem blocks that mballoc will try
275                         to use for allocation size and alignment. For RAID5/6
276                         systems this should be the number of data
277                         disks *  RAID chunk size in file system blocks.
278 delalloc        (*)     Deferring block allocation until write-out time.
279 nodelalloc              Disable delayed allocation. Blocks are allocation
280                         when data is copied from user to page cache.
281
282 max_batch_time=usec     Maximum amount of time ext4 should wait for
283                         additional filesystem operations to be batch
284                         together with a synchronous write operation.
285                         Since a synchronous write operation is going to
286                         force a commit and then a wait for the I/O
287                         complete, it doesn't cost much, and can be a
288                         huge throughput win, we wait for a small amount
289                         of time to see if any other transactions can
290                         piggyback on the synchronous write.   The
291                         algorithm used is designed to automatically tune
292                         for the speed of the disk, by measuring the
293                         amount of time (on average) that it takes to
294                         finish committing a transaction.  Call this time
295                         the "commit time".  If the time that the
296                         transactoin has been running is less than the
297                         commit time, ext4 will try sleeping for the
298                         commit time to see if other operations will join
299                         the transaction.   The commit time is capped by
300                         the max_batch_time, which defaults to 15000us
301                         (15ms).   This optimization can be turned off
302                         entirely by setting max_batch_time to 0.
303
304 min_batch_time=usec     This parameter sets the commit time (as
305                         described above) to be at least min_batch_time.
306                         It defaults to zero microseconds.  Increasing
307                         this parameter may improve the throughput of
308                         multi-threaded, synchronous workloads on very
309                         fast disks, at the cost of increasing latency.
310
311 journal_ioprio=prio     The I/O priority (from 0 to 7, where 0 is the
312                         highest priorty) which should be used for I/O
313                         operations submitted by kjournald2 during a
314                         commit operation.  This defaults to 3, which is
315                         a slightly higher priority than the default I/O
316                         priority.
317
318 Data Mode
319 =========
320 There are 3 different data modes:
321
322 * writeback mode
323 In data=writeback mode, ext4 does not journal data at all.  This mode provides
324 a similar level of journaling as that of XFS, JFS, and ReiserFS in its default
325 mode - metadata journaling.  A crash+recovery can cause incorrect data to
326 appear in files which were written shortly before the crash.  This mode will
327 typically provide the best ext4 performance.
328
329 * ordered mode
330 In data=ordered mode, ext4 only officially journals metadata, but it logically
331 groups metadata information related to data changes with the data blocks into a
332 single unit called a transaction.  When it's time to write the new metadata
333 out to disk, the associated data blocks are written first.  In general,
334 this mode performs slightly slower than writeback but significantly faster than journal mode.
335
336 * journal mode
337 data=journal mode provides full data and metadata journaling.  All new data is
338 written to the journal first, and then to its final location.
339 In the event of a crash, the journal can be replayed, bringing both data and
340 metadata into a consistent state.  This mode is the slowest except when data
341 needs to be read from and written to disk at the same time where it
342 outperforms all others modes.  Curently ext4 does not have delayed
343 allocation support if this data journalling mode is selected.
344
345 References
346 ==========
347
348 kernel source:  <file:fs/ext4/>
349                 <file:fs/jbd2/>
350
351 programs:       http://e2fsprogs.sourceforge.net/
352
353 useful links:   http://fedoraproject.org/wiki/ext3-devel
354                 http://www.bullopensource.org/ext4/
355                 http://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page
356                 http://fedoraproject.org/wiki/Features/Ext4