Block Group Descriptors

블록 그룹 디스크립터 배치

파일시스템의 각 블록 그룹에는 블록 그룹 디스크립터 하나가 연결됩니다. 앞의 Layout 절에서 설명했듯이 디스크립터가 존재하는 경우 블록 그룹의 두 번째 항목입니다. 표준 구성에서는 `sparse_super` 기능 플래그가 설정되지 않은 한 모든 블록 그룹에 블록 그룹 디스크립터 테이블의 전체 사본이 들어갑니다.

그룹 디스크립터는 블록 비트맵과 inode 비트맵, inode 테이블의 위치를 기록하므로 이 구조들은 그룹 안에서 이동할 수 있습니다. 따라서 블록 그룹에서 위치가 고정된 구조는 superblock과 group descriptor table뿐입니다. `flex_bg`는 이 특성을 이용해 여러 블록 그룹을 flex group으로 묶고, 모든 그룹의 비트맵과 inode 테이블을 flex group의 첫 그룹에 하나의 긴 연속 영역으로 배치합니다.

`meta_bg` 기능 플래그가 설정되면 여러 블록 그룹을 meta group으로 묶습니다. 다만 meta group에서는 더 큰 meta group 안의 첫 번째 블록 그룹과 마지막 두 블록 그룹이 그 meta group 내부 그룹들의 디스크립터만 담습니다.

`flex_bg`와 `meta_bg`는 서로 배타적인 기능으로 보이지 않으므로 함께 사용될 수 있습니다.

ext2, ext3 및 `64bit` 기능을 켜지 않은 ext4에서 블록 그룹 디스크립터는 32바이트이며 `bg_checksum`에서 끝납니다. `64bit` 기능을 켠 ext4에서는 아래에 설명한 최소 64바이트로 확장되고, 실제 크기는 superblock에 저장됩니다.

`gdt_csum`이 설정되고 `metadata_csum`은 설정되지 않은 경우 그룹 디스크립터 체크섬은 FS UUID, 그룹 번호, 그룹 디스크립터 구조에 대한 CRC16입니다. `metadata_csum`이 설정된 경우에는 같은 입력에 대한 체크섬의 하위 16비트를 사용합니다. 블록 및 inode 비트맵 체크섬은 FS UUID, 그룹 번호, 비트맵 전체를 입력으로 계산합니다.

블록 그룹 디스크립터의 디스크 형식은 `struct ext4_group_desc`입니다.

.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

Block Group Descriptors
-----------------------

Each block group on the filesystem has one of these descriptors
associated with it. As noted in the Layout section above, the group
descriptors (if present) are the second item in the block group. The
standard configuration is for each block group to contain a full copy of
the block group descriptor table unless the sparse_super feature flag
is set.

Notice how the group descriptor records the location of both bitmaps and
the inode table (i.e. they can float). This means that within a block
group, the only data structures with fixed locations are the superblock
and the group descriptor table. The flex_bg mechanism uses this
property to group several block groups into a flex group and lay out all
of the groups' bitmaps and inode tables into one long run in the first
group of the flex group.

If the meta_bg feature flag is set, then several block groups are
grouped together into a meta group. Note that in the meta_bg case,
however, the first and last two block groups within the larger meta
group contain only group descriptors for the groups inside the meta
group.

flex_bg and meta_bg do not appear to be mutually exclusive features.

In ext2, ext3, and ext4 (when the 64bit feature is not enabled), the
block group descriptor was only 32 bytes long and therefore ends at
bg_checksum. On an ext4 filesystem with the 64bit feature enabled, the
block group descriptor expands to at least the 64 bytes described below;
the size is stored in the superblock.

If gdt_csum is set and metadata_csum is not set, the block group
checksum is the crc16 of the FS UUID, the group number, and the group
descriptor structure. If metadata_csum is set, then the block group
checksum is the lower 16 bits of the checksum of the FS UUID, the group
number, and the group descriptor structure. Both block and inode bitmap
checksums are calculated against the FS UUID, the group number, and the
entire bitmap.

The block group descriptor is laid out in ``struct ext4_group_desc``.

32바이트 기본 필드

기본 32바이트 디스크립터는 각 비트맵과 inode 테이블 위치의 하위 32비트, 그룹별 개수의 하위 16비트, 상태 플래그, 비트맵 체크섬의 하위 16비트, 사용하지 않은 inode 수, 그룹 디스크립터 체크섬을 저장합니다.

`bg_itable_unused_lo`가 설정되어 있으면 이 그룹의 inode 테이블에서 `(sb.s_inodes_per_group - gdt.bg_itable_unused)`번째 엔트리를 넘어서 스캔할 필요가 없습니다.

`RO_COMPAT_GDT_CSUM`을 사용하면 `bg_checksum`은 `crc16(sb_uuid+group_num+bg_desc)`입니다. CRC16 계산에서는 `bg_desc`의 `bg_checksum` 필드를 건너뜁니다. `RO_COMPAT_METADATA_CSUM`을 사용하면 `crc32c(sb_uuid+group_num+bg_desc) & 0xFFFF`이며, 계산할 때 `bg_checksum` 필드를 0으로 둡니다.

.. list-table::
   :widths: 8 8 24 40
   :header-rows: 1

   * - Offset
     - Size
     - Name
     - Description
   * - 0x0
     - __le32
     - bg_block_bitmap_lo
     - Lower 32-bits of location of block bitmap.
   * - 0x4
     - __le32
     - bg_inode_bitmap_lo
     - Lower 32-bits of location of inode bitmap.
   * - 0x8
     - __le32
     - bg_inode_table_lo
     - Lower 32-bits of location of inode table.
   * - 0xC
     - __le16
     - bg_free_blocks_count_lo
     - Lower 16-bits of free block count.
   * - 0xE
     - __le16
     - bg_free_inodes_count_lo
     - Lower 16-bits of free inode count.
   * - 0x10
     - __le16
     - bg_used_dirs_count_lo
     - Lower 16-bits of directory count.
   * - 0x12
     - __le16
     - bg_flags
     - Block group flags. See the bgflags_ table below.
   * - 0x14
     - __le32
     - bg_exclude_bitmap_lo
     - Lower 32-bits of location of snapshot exclusion bitmap.
   * - 0x18
     - __le16
     - bg_block_bitmap_csum_lo
     - Lower 16-bits of the block bitmap checksum.
   * - 0x1A
     - __le16
     - bg_inode_bitmap_csum_lo
     - Lower 16-bits of the inode bitmap checksum.
   * - 0x1C
     - __le16
     - bg_itable_unused_lo
     - Lower 16-bits of unused inode count. If set, we needn't scan past the
       ``(sb.s_inodes_per_group - gdt.bg_itable_unused)`` th entry in the
       inode table for this group.
   * - 0x1E
     - __le16
     - bg_checksum
     - Group descriptor checksum; crc16(sb_uuid+group_num+bg_desc) if the
       RO_COMPAT_GDT_CSUM feature is set, or
       crc32c(sb_uuid+group_num+bg_desc) & 0xFFFF if the
       RO_COMPAT_METADATA_CSUM feature is set.  The bg_checksum
       field in bg_desc is skipped when calculating crc16 checksum,
       and set to zero if crc32c checksum is used.

`64bit` 확장 필드

아래 필드는 `64bit` 기능이 설정되고 `s_desc_size > 32`인 경우에만 존재합니다. 위치 필드의 상위 32비트와 개수 필드의 상위 16비트를 기본 필드에 결합해 더 큰 파일시스템과 그룹 통계를 표현합니다.

확장 부분의 끝에는 64바이트 경계를 맞추는 `bg_reserved`가 있습니다.

   * -
     -
     -
     - These fields only exist if the 64bit feature is enabled and s_desc_size
       > 32.
   * - 0x20
     - __le32
     - bg_block_bitmap_hi
     - Upper 32-bits of location of block bitmap.
   * - 0x24
     - __le32
     - bg_inode_bitmap_hi
     - Upper 32-bits of location of inodes bitmap.
   * - 0x28
     - __le32
     - bg_inode_table_hi
     - Upper 32-bits of location of inodes table.
   * - 0x2C
     - __le16
     - bg_free_blocks_count_hi
     - Upper 16-bits of free block count.
   * - 0x2E
     - __le16
     - bg_free_inodes_count_hi
     - Upper 16-bits of free inode count.
   * - 0x30
     - __le16
     - bg_used_dirs_count_hi
     - Upper 16-bits of directory count.
   * - 0x32
     - __le16
     - bg_itable_unused_hi
     - Upper 16-bits of unused inode count.
   * - 0x34
     - __le32
     - bg_exclude_bitmap_hi
     - Upper 32-bits of location of snapshot exclusion bitmap.
   * - 0x38
     - __le16
     - bg_block_bitmap_csum_hi
     - Upper 16-bits of the block bitmap checksum.
   * - 0x3A
     - __le16
     - bg_inode_bitmap_csum_hi
     - Upper 16-bits of the inode bitmap checksum.
   * - 0x3C
     - __u32
     - bg_reserved
     - Padding to 64 bytes.

블록 그룹 플래그

블록 그룹 플래그는 다음 값을 조합해 설정할 수 있습니다. 이 플래그들은 inode 테이블과 비트맵의 초기화 상태를 나타내며, 지연 초기화와 마운트 시 작업량 최적화에 사용됩니다.

.. _bgflags:

Block group flags can be any combination of the following:

.. list-table::
   :widths: 16 64
   :header-rows: 1

   * - Value
     - Description
   * - 0x1
     - inode table and bitmap are not initialized (EXT4_BG_INODE_UNINIT).
   * - 0x2
     - block bitmap is not initialized (EXT4_BG_BLOCK_UNINIT).
   * - 0x4
     - inode table is zeroed (EXT4_BG_INODE_ZEROED).