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Agenda
背景 NILFS2紹介 個々のツールの対応
GRUB2 blkid Parted Palimpsest
まとめと今後の課題
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BACKGROUND
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NILFS2とは?
NTTサイバースペース研究所が開発したfilesystem
New implementation of a log-‐structured file system version 2
Linux vanilla kernel に 2.6.30 から同梱 http://nilfs.org/
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Filesystem
ブロックデバイス
ファイルシステムモジュール
パスとディスクブロックをマッピング /boot/vmlinuz
VFS
ブロックデバイスレイヤー
Block No. xxxx Block No. yyyy
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Linuxで利用できるfilesystem
Kernel モジュール 約30種
ディスクユーティリティ で使用可能 -‐ 8種
このギャップは?
ext3 btrfs exofs ext4 xfs
logfs
nilfs
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ブロックデバイスに 直接アクセスするユーティリティ
ブロックデバイスレイヤー
ブートローダ
メタ情報: ラベル名 UUID FSサイズ
ラベル/UUID マウント ディスク
ユーティリティ
kernel
パーティションツール
ファイルシステムモジュール VFS
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NILFS2
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NILFS2の特徴
追記型ファイルシステム ファイルシステムの履歴を保存する連続的checkpoint 空き領域作成の為のガベージコレクタ ファイルシステムの状態を保存するスナップショット
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NILFS2 ディスクフォーマット
log1 SB1 SB2 log2 ・・・
Summary block Payload blocks Super
root
File A File B Meta Data files
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追記型ファイルシステム
log1 SB1 SB2 log2
log1 SB1 SB2 log2 log3
変更
全ての変更は追記で行われる スーパーブロック以外の書き換えは行われない
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連続的checkpoint
log1 SB1 SB2 log2
log1 SB1 SB2 log2 log3
ファイルシステム変更
CPn 作成
明示的な操作は必要ない
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ガベージコレクタ
log1 SB1 SB2 log2 ・・・
GC start
SB1 SB2 log n+1 ・・・
GC end
移動 削除
Live blocks Dead blocks
活きているブロックを集め 新しいログを作成する
log1 log2
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状態を保存するスナップショット
log1 SB1 SB2 log2 log3
log1 SB1 SB2 log2 log3
CPn-‐1のスナップショット化
CPn
スナップショットで状態が永続化 どの時点のcheckpointもスナップショット化可能
ブロックを活きている状態に固定化
Live blocks Dead blocks
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NILFS2
NILFS2の特徴まとめ
PAST PRESENT
過去の履歴が常に保存
t t+1 t+2 t+3
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BOOTLOADER GNU GRUB2
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ブートローダ
最初に動くプログラム Kernelをメモリにロード Linux で利用されているもの
PC では lilo/grub/grub2 など 他では yaboot/grub2 or それ以外のboot loader
今回は PC で grub2 を説明
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ブートストラップ
MBR 512B
メモリ
ディスク
BIOS
MBR
BISOがMBRをメモリにロード
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ブートストラップ
bootloader
メモリ
ディスク
MBR bootloader
MBRがbootloaderをメモリにロード
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ブートストラップ
kernel
メモリ
ディスク
MBR bootloader
Bootloaderがkernelをメモリにロード
kernel
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GRUB2 -‐ bootloader
kernel
メモリ
ディスク
MBR bootloader
Bootloaderがkernelをメモリにロード
kernel
/boot/vmlinuz
Block No. XXXX
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GRUB2 概要
SB1
grub-‐core
ext2.mod
raid.mod gettext.mod
log1 SB1 log2 ・・・
32KiB
nilfs2.mod
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NILFS2 module
log1 SB1 SB2 log2 log3
メモリ
MBR grub2 kernel
/boot/vmlinuz
ディスク
nilfs2.mod
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GRUB2 実装
ファイルの読み出しまで SBやlogのvalidationは最小限
NILFS2では SB や log は crc32 を使って checksum を取っているが、現状ではそこまで厳密な validation は行っていない
Checkpoint 番号指定の読み出しは不可能 最新のファイルシステムの状態のみ
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GRUB2 開発状況
全ての patch は accepted Patch が入ってからのリリースはない
Debian sid では既に使える
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LABEL/UUID MOUNT
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sda1
boot var usr
sda2
mount
# mount /dev/sda1 / # mount /dev/sda2 /usr
local share
sda1
sda2
ブロックデバイスをツリーに接続
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sda1
boot var usr
sda2
label/uuid mount
# mount LABEL=root / # mount LABEL=usr /usr
local share
sda1
sda2
パーティション内のファイルシステムに付いている ラベル指定でツリーに接続
メタ情報 LABEL=root
UUID=XX-‐X-‐X-‐XXX
メタ情報 LABEL=usr
UUID=YY-‐Y-‐Y-‐YYY
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blkid
mount(2)システムコールにはブロックデバイスが必要
LABEL/UUIDとブロックデバイスのマッピングが必要
blkid: そのマッピングを行う
LABEL Block device
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blkid アーキテクチャ
マッピング動作は libblkid libblkid はファイルシステム毎に分割されたパーティション検知モジュールが存在 nilfs2モジュールを新たに作成
libblkid
blkid
ext2 jfs nilfs2
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blkid 実装
LABEL/UUID ともに認識可能
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Blkid(util-‐linux-‐ng) 開発状況
Patch は accepted その後のリリースはない 次のリリースは不明
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PARTITION TOOL GNU PARTED
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Partition tool
パーティション作成 Linux では fdisk、cfdisk 、parted など Partedでは既存パーティションの拡大/縮小 ファイルシステムが対応していればファイルシステムの拡大/縮小
sda sda2
sda1
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GNU Parted アーキテクチャ
gparted parted
libparted libfs
libfs
ext2 xfs jfs nilfs2
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Parted 実装
今回の実装 NILFS2 Partition 認識 NILFS2 Partition の破壊
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Parted 開発状況
Parted は FSFが主導している FSFは10行以上のpatchは譲渡契約を結ぶ必要がある その契約がまだ終わらず patch を受け取ってもらえない状況
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DISK UTILITY -‐ PALIMPSEST
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Disk utility palimpsest
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Palimpsest 機能
ファイルシステム認識 パーティションニング mount/umount フォーマット ラベル変更 fsck
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Palimpsest -‐ architecture
palimpsest
udisks
dbus client process
dbus server process
D-‐bus
libblkid libparted
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Udisks 実装
今回実装したもの ファイルシステムの検知 ファイルシステムの作成 ファイルシステムラベルの変更
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Palimpsest 実装結果
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Udisks 開発状況
全てのpatchは accepted Checkpoint指定のmountなどは出来ない
Udisks に Interface が存在しない
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WRAP UP
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まとめ
ファイルシステムのサポートとは? Kernel モジュールの数 Disk utility でのサポート数
NILFS2 の紹介 NILFS2 対応したユーティリティ
GRUB2 blkid Parted Palimpsest
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今後の課題
Parted の対応 NILFS2 のフォーマット パーティションの拡張
NILFS2独自の機能の追加 checkpoint を指定した kernel ロード Unclean な状態からの log の roll forwarding
![Page 48: NILFS2ソフトウェアツールの開発lc.linux.or.jp/lc2010/files/JLC2010-CP-01-slide.pdfAgenda’ 背景’ NILFS2紹介’ 個々のツールの対応’ ±GRUB2’ ±blkid’](https://reader033.vdokument.com/reader033/viewer/2022053013/5f1015f47e708231d447601d/html5/thumbnails/48.jpg)
最後に
NILFS2 git tree は日本発のプロジェクトで唯一linus が直接 pull する git tree linux-‐nilfs2 ML の活動は kernel community としてはとても敷居が低い ユーザレベルの質問もあります
最新の技術的な質問も日本語で可能 ML等はさすがに英語ですが・・・
NILFS2 はあなたの参加をお待ちしております
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THANK YOU