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相关文章

- File systems

F2FS (Flash-Friendly File System) 是一个为配备了 Flash Transition Layer 的 NAND 闪存开发的文件系统，与 JFFS 或 UBIFS 不同，它依靠 FTL 来处理写入分发。 Linux从内核3.8开始支持 F2FS 。

警告：若运行的内核版本比创建F2FS文件系统的内核版本低，则文件系统可能无法使用。例如，使用linux包提供的内核创建文件系统，当系统需要降级到linux-lts包提供的内核时，就可能出现问题。详见FS#69363。

## 已知问题

### fsck错误

F2FS的fsck不完善，可能在系统突然断电后导致数据丢失[1][2]。

如果经常遭遇突然断电，建议使用其它文件系统。

### GRUB 支持

尽管GRUB从2.0.4版本开始就支持F2FS，但它无法从启用了`extra_attr`flag的F2FS分区中正确读取启动文件。（详见GRUB#不支持的文件系统）

## 创建 F2FS 文件系统

本文假定设备已分区。

首先，安装f2fs-tools包软件包。

用`mkfs.f2fs`命令创建一个文件系统（`/dev/sdxY` 是想要设置成 F2FS 的分区。）：

    # mkfs.f2fs -l mylabel -O extra_attr,inode_checksum,sb_checksum /dev/sdxY

注意：推荐至少要设置上例中的选项，这些选项能帮助`f2fs.fsck`检测并修复某些文件系统损坏。对于所有可用的选项，见mkfs.f2fs(8)。

### 压缩

注意：与其它支持inline compression的文件系统不同，F2FS的压缩默认情况下并不会提供额外的可用空间。不论是否启用压缩，F2FS都会保留相同数目的block，这主要是为了减少写入放大以延长闪存寿命，同时可能带来微小的性能提升。详见内核文档中的Compression Implementation。可以通过iotcl系统调用传递`F2FS_IOC_RELEASE_COMPRESS_BLOCKS`命令将对应文件未使用的空间暴露出来，但这将使该文件不可变。

要使用压缩，添加`compression`选项，例如：

    # mkfs.f2fs -l mylabel -O extra_attr,inode_checksum,sb_checksum,compression /dev/sdxY

挂载文件系统时，指定`compress_algorithm=(lzo|lz4|zstd|lzo-rle)`挂载选项。此外，`compress_extension=txt`挂载选项可自动压缩所有创建的txt文件。

要指定F2FS压缩某一文件或目录，使用：

    $ chattr -R +c [FOLDER]

### 文件层面的加密

从Linux内核4.2开始，F2FS原生支持文件加密。F2FS的加密是目录层级的，不同的目录可以使用不同的密钥。这不同于 dm-crypt（块设备层级）或eCryptfs（嵌套在已有文件系统上）。要使用F2FS的原生加密支持，用如下命令创建文件系统：

     # mkfs.f2fs -l mylabel -O extra_attr,inode_checksum,sb_checksum,encrypt /dev/sdxY

对于已有的文件系统，可使用`fsck.f2fs -O encrypt /dev/sdxY`启用加密。关于如何使用加密，见fscrypt。

## 挂载F2FS文件系统

既可以手动挂载文件系统，也可以使用其它挂载机制：

    # mount /dev/sdxY /mnt/foo

### 推荐的挂载选项

因为F2FS是设计为在闪存设备上使用的，建议启用压缩。要启用压缩，必须在使用`mkfs.f2fs`创建文件系统时就指定相应选项。 可以使用以下挂载选项略微提升性能：

    # mount -o compress_algorithm=zstd:6,compress_chksum,atgc,gc_merge,lazytime /dev/sdxY /mnt/foo

- `compress_algorithm=zstd:6`：使用zstd压缩等级6进行压缩, 可提供很好的压缩率。
- `compress_chksum`：使用校验码检查压缩的block，可防止数据损坏。
- `atgc,gc_merge`：启用更好的GC方式，异步执行某些前台GC。
- `lazytime`：不使用同步方式更新文件的访问与修改时间，可提升IO性能与闪存寿命。

### discard实现方式

默认情况下，F2FS使用混合型TRIM模式（类似continuous TRIM）。该实现方式使用异步的discard线程来缓解RW IO的高discard延迟。其在内存中维护一个discard操作的等待队列，并在空闲时执行它们（详见[3]）。若要使用periodic TRIM，则需要指定`nodiscard`挂载选项。

## 检查与修复

检查与修复F2FS文件系统需要使用f2fs-tools包提供的`fsck.f2fs`工具。要检查一个F2FS文件系统，执行：

    # fsck.f2fs /dev/sdxY

根据结果选择不同的选项来修复不一致问题（详见fsck.f2fs(8)），例如：

    # fsck.f2fs -f /dev/sdxY

## 扩容 F2FS 文件系统

如果文件系统未被挂载，且对应的分区已经被拓展，则可以扩容文件系统。但目前不支持收缩。 首先使用分区工具调整分区大小。例如，假设`parted`控制台中`print`命令的输出如下：

    Number  Start   End     Size        File system     Name                  Flag
     1      1049kB  106MB   105MB       fat32           EFI system partition  boot, esp
     2      106MB   11,0GB  10,9GB      ext4
     3      11,0GB  12,3GB  1322MB      f2fs
     4      31,0GB  31,3GB  261MB       ext4

要调整使得`f2fs`对应分区（3号）占据4号分区前的所有空闲空间，执行`resizepart 3 31GB`。使用`exit`退出`parted`。

然后扩容文件系统来填充新的分区，使用以下命令:

    # resize.f2fs /dev/sdxY

`/dev/sdxY`是要扩容的 F2FS 分区。可用的选项见 resize.f2fs(8)。

注意：如果使用 GPT，分区的 GUID (可通过`/dev/disk/by-partuuid/`查看) 可能会改变，但是文件系统的 UUID (可通过`/dev/disk/by-uuid/`查看) 应该保持不变。
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- 文件系统

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