在ext4上覆盖一个小文件原子？

Question

假设我们有一个FILE_SIZE字节的文件，并且：

• FILE_SIZE <= min(page_size, physical_block_size);
• 文件大小永远不会更改（即永远不会执行truncate()或附加write()）;

• 文件仅通过使用以下方式完全覆盖其内容进行修改：

  pwrite(fd, buf, FILE_SIZE, 0);
  

ext4是否保证：

1. 这种写入对于并发读取是原子的吗？

2. 这种写入是关于系统崩溃的事务性的吗？

   （即，在崩溃后，文件的内容完全来自之前的一些写入，我们永远不会看到部分写入或空文件）

第二个是真的吗？

• 与data=ordered？
使用data=journal

• 或者为单个文件启用了日记功能？

  （使用ioctl(fd, EXT4_IOC_SETFLAGS, EXT4_JOURNAL_DATA_FL)）

• 何时physical_block_size < FILE_SIZE <= page_size？

我发现related question与2011年的discussion相关联。但是：

• 我没有找到问题2的明确答案。
• 我想知道，如果上述情况属实，是否记录某处？

Answer 1

从我的实验来看，这不是原子的。

基本上我的实验是有两个过程，一个作家和一个读者。编写器在循环中写入文件，读取器从文件中读取

作家流程：

char buf[][18] = {
    "xxxxxxxxxxxxxxxx",
    "yyyyyyyyyyyyyyyy"
};
i = 0;
while (1) {
   pwrite(fd, buf[i], 18, 0);
   i = (i + 1) % 2;
}

读者流程

while(1) {
    pread(fd, readbuf, 18, 0);
    //check if readbuf is either buf[0] or buf[1]
}

运行这两个流程一段时间后，我可以看到readbuf是xxxxxxxxxxxxxxxxyy或yyyyyyyyyyyyyyyyxx。

因此它明确表明写入不是原子的。在我的情况下，16byte写入总是原子的。

答案是：除了管道之外，POSIX不会要求写入/读取的原子性。我看到的16字节原子性是内核特定的，将来可能会改变。

实际帖子中的答案详情： write(2)/read(2) atomicity between processes in linux

Answer 2

我对文件系统的理论很熟悉，而不是Ext4的实现。以此作为有根据的猜测。

是的，我相信一个扇区的读写将是原子的，因为

• Link you provided引用＆＃34;目前并发读/写只是单个页面的原子，但不在系统调用上。 ＆＃34;
• 磁盘扇区（512字节）写入是原子according to Stephen Tweedie。在私人电子邮件conversation中，他承认这种保证与硬件一样好。
• Ext文件系统就地覆盖数据，写入时不复制。没有分配。
• 有some effort来实现内联数据，非常小的文件数据可以适合inode本身。如果您只需要存储少量字节，则可能会产生影响。

不确定是否有一个页面，但在完整日记模式下，在提交之前将少于一页的内容发送到日志中是没有意义的。