ubifs扩展性分析

时间:2021-11-17 07:19:06
  文件系统的可扩展性,主要考察flash规模变大时对文件系统性能的影响,主要考察指标有:
  • mount时间
  • 访问时间
  • 检查修复时间
  • 最大文件大小
  • 最大文件系统大小
  • 最大文件个数
 
mount时间
          相较jffs2需要扫描全部flash,ubifs利用log+bud日志结构,log区大小和bud大小通过DEFAULT_MAX_JNL(32M)的限制,将mount时间复杂度控制在O(1),时间大为缩短。ubifs mount流程请参照《ubifs性能优化分析》相关小节。但是需要注意的是ubi attach时间复杂度是O(n),与flash大小成线性关系,是主要的时间瓶颈,这个问题可以通过ubi的fastmap feature(2.6.32内核上还是experiential feature)得到解决。
 
访问时间
          访问时间的可扩展性在2个方面:存储位置的查找更新和存储对象的查找更新,分别介绍如下:
          采用LPT B+ 树按使用情况组织管理逻辑块,其查找和更新时间复杂度为O(logmN),
          采用list管理全free或dirty的逻辑块,其查找时间复杂度进一步优化为O(1),
          采用heap管理部分free或dirty的逻辑块,其更新时间复杂度为O(longN),查找时间复杂度进一步优化为O(1),
          采用TNC B+ 树按索引管理组织逻辑块,文件位置查找和更新时间复杂度为O(logmN)
综上所述,ubifs的访问时间复杂度为O(logmN)。
 
检查修复时间
          ubifs在mount时自动完成检查修复,各区的检查修复手段如下:
          superblock区:大小固定,只占用1个逻辑块,且只读的,理论上不会损坏。只检查,但不修复;时间复杂度为O(1);
          master区:大小固定,只占用2个逻辑块;A,B2区内容相互备份,进行检查修复;时间复杂度为O(1)。
          log区:为了便于快速检查是否存在重复的(lnum, offs)bud信息或者快速找到指定lnum的bud,bud采用有序rb tree组织,其index为lnum,其查找和更新时间复杂度为O(logN),而且log+bud日志结构通过DEFAULT_MAX_JNL(32M)的上限限制,即N具有上限。
          LPT区:无修复动作。因为lprops与逻辑块成线性关系,其检查时间复杂度也为O(n),为了不影响mount时间,所以检查功能(dbg_check_lprops)也默认关闭。
          orphan区:orphan区本身无修复检查。但是对于unclean umount,会利用orphan区删除孤儿节点。因为orphan区的逻辑块个数固定(为1或2个),所以存于orphan区的孤儿节点的个数固定,其遍历的时间复杂度为O(1)。
          main区:检查因为有log+bud的日志保护,所以ubifs不检查扫描main区下的index tree。
综上所述,ubifs的检查修复时间复杂度为O(1)。
 
最大文件大小
          ubifs本身无限制,受限于文件系统大小等其他限制
 
最大文件系统大小
          取决于block的个数限制(int block_cnt)和大小限制(#define UBIFS_BLOCK_SIZE  4096),最大2^32 * 4K = 16T
 
最大文件个数
          取决于inode的限制。最多支持2^32 个文件(#define MAX_INUM 0xFFFFFFFF)
 
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