如何测试是否支持稀疏文件

Question

给定文件描述符或文件名，如何知道是否可以写入任意位置而无需等待介入部分在磁盘上显式清零？

Answer 1

您可以通过stat()文件获取文件大小和磁盘块数，在文件末尾寻找相对较少数量的磁盘块，写入已知数量的块，然后再次对文件进行统计。将原始磁盘块数与最终数进行比较。如果文件系统不支持稀疏文件，只需几个磁盘块就不会花太长时间来编写。

给定原始和最终的磁盘块数，然后尝试确定文件系统是否支持稀疏文件。我说“尝试”，因为一些文件系统可以使这很难 - 例如，ZFS启用了压缩。

像这样的东西：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int check( const char *filename )
{
    struct stat sb;
    long blocksize;
    off_t filesize;
    blkcnt_t origblocks;
    char *buffer;
    int fd;

    fd = open( filename, O_CREAT | O_RDWR, 0644 );

    fstat( fd, &sb );
    blocksize = sb.st_blksize;
    filesize = sb.st_size;
    origblocks = sb.st_blocks;

    lseek( fd, 16UL * blocksize, SEEK_END );

    buffer = malloc( blocksize );
    memset( buffer, 0xAA, blocksize );

    write( fd, buffer, blocksize );
    fsync( fd );

    free( buffer );

    // kludge to give ZFS time to update metadata
    for ( ;; )
    {
        stat( filename, &sb );
        if ( sb.st_blocks != origblocks )
        {
            break;
        }
    }

    printf( "file: %s\n filesystem: %s\n blocksize: %d\n size: %zd\n"
        " blocks: %zd\n orig blocks: %zd\n disk space: %zd\n",
        filename, sb.st_fstype, blocksize, sb.st_size,
        ( size_t ) sb.st_blocks, ( size_t ) origblocks,
        ( size_t ) ( 512UL * sb.st_blocks ) );

    // return file to original size
    ftruncate( fd, filesize );
    return( 0 );
}

int main( int argc, char **argv )
{
    for ( int ii = 1; ii < argc; ii++ )
    {
        check( argv[ ii ] );
    }

    return( 0 );
}

（为清楚起见，省略了错误检查）

启用压缩的ZFS似乎不会快速更新文件元数据，因此会出现等待更改的旋转。

在具有文件asdf（ZFS文件系统，已启用压缩）/tmp/asdf（tmpfs文件系统）和/var/tmp/asdf（ZFS，无压缩）的Solaris 11机箱上运行时，该代码将生成以下输出：

file: asdf
 filesystem: zfs
 blocksize: 131072
 size: 2228224
 blocks: 10
 orig blocks: 1
 disk space: 5120
file: /tmp/asdf
 filesystem: tmpfs
 blocksize: 4096
 size: 69632
 blocks: 136
 orig blocks: 0
 disk space: 69632
file: /var/tmp/asdf
 filesystem: zfs
 blocksize: 131072
 size: 2228224
 blocks: 257
 orig blocks: 1
 disk space: 131584

从该输出中可以明显看出，/tmp/asdf位于不支持稀疏文件的文件系统上，而/var/tmp/asdf位于支持此类文件的文件系统中。

简单的asdf完全是另一回事，写入128 kB的数据会增加所有9个512字节的磁盘块。从那里，你可以推断文件系统中正在进行某种压缩。另外，我怀疑假设任何支持这种本机压缩的文件系统也支持稀疏文件是非常安全的。

在给出文件名或打开文件描述符时，确定文件系统是否支持稀疏文件的最快方法是在文件描述符上调用stat()或在文件描述符上调用fstat()，从st_fstype获取struct stat字段，并将文件的文件系统类型与a进行比较已知支持稀疏文件的文件系统类型字符串集。

Answer 2

这是一个非常天真的CLI交互式测试，但如果du和du --apparent不同，您可以非常肯定文件系统支持稀疏文件。

例如。在ext4分区上，当我这样做时：

dd seek=1G if=/dev/zero of=f bs=1 count=1 status=none
du --block-size=1 f
du --block-size=1 --apparent f

它给了我：

8192    f
1073741825      f

因此1GB视在大小的文件实际上只占用了8KB，这意味着创建了一个稀疏文件。

另见：why is the output of `du` often so different from `du -b`