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) ;
• 文件大小永远不会改变（即从不执行truncate()或append write() ）;

• 仅通过使用以下方式完全覆盖其内容来修改文件：

  \n pwrite（fd，buf，FILE_SIZE，0）;\n

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在ext4上保证：

1. 这种写入对于并发读取是原子的吗？

2. 这样的写操作是关于系统崩溃的事务性的吗？

   （即，崩溃后文件的内容完全来自某些先前的写入，我们永远不会看到部分写入或空文件）

第二个是真的：

• data=ordered ？

• 使用data=journal或者为单个文件启用data=journal功能？

  （使用ioctl(fd, EXT4_IOC_SETFLAGS, EXT4_JOURNAL_DATA_FL) ）

• 当physical_block_size < FILE_SIZE <= page_size ？

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我发现相关问题链接了2011年的讨论 。但是：

• 我的问题2没有找到明确的答案。
• 我想知道，如果上述情况属实，是否记录在某处？

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]
}

运行两个进程一段时间后，我可以看到readbuf是xxxxxxxxxxxxxxxxyy或yyyyyyyyyyyyyyyyxx 。

所以它明确地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。

实际帖子中的答案细节： 写入（2）/读取（2）linux中进程之间的原子性

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

• 您提供的链接引号“当前并发读/写只是单个页面的原子，但不在系统调用上。”
• 根据Stephen Tweedie的说法，磁盘扇区（512字节）写入是原子的。 在与他的私人电子邮件对话中 ，他承认这种保证与硬件一样好。
• Ext文件系统就地覆盖数据，写入时没有副本。 没有分配。
• 有一些努力来实现内联数据，非常小的文件数据可以适合inode本身。 如果您只需要存储几个字节，那可能会产生影响。

不确定一个页面，但在完整的日记模式下，在提交之前将少于一页的内容发送到日志是没有意义的。