EROFS on-disk 镜像格式：5 种 datalayout 完全解析

基线

内核源码：linux-stable（Linux 7.3-rc5），结构体取自 fs/erofs/erofs_fs.h

用户态：erofs-utils 1.9.4（mkfs.erofs / dump.erofs）

统一假设：块大小 4096 B（blkszbits=12）、小端序、mkfs 标准布局（无 metabox、无 48bit 时）

偏移数据来源：本文所有结构体字段偏移用 offsetof 实测（编译运行 tmp_struct_offsets.c），
结构体总大小与内核 BUILD_BUG_ON 一致：super=144、inode compact=32 / extended=64、
xattr_ibody_header=12、xattr_entry=4、chunk_index=8、map_header=8、lcluster_index=8、dirent=12、deviceslot=128。
标注「实测」的数值来自本机真实镜像，标注「示意」的为说明用示例值。

0. 关键公式与术语

名称	公式	说明
`erofs_iloc(inode)`	`meta_blkaddr * bs + nid * 32`	inode 在镜像中的字节偏移；`nid` 是 32 B 槽位号，不是序号连续的小整数。例外：inode 在 metabox 中时（`erofs_inode_in_metabox()`）公式为 `nid_lo << islotbits`，不加 `meta_blkaddr` 基址
`erofs_pos(sb, blk)`	`blk << blkszbits`	块号 → 字节偏移
`erofs_blkoff(sb, pos)`	`pos & (bs - 1)`	字节偏移 → 块内偏移
`erofs_iblks(inode)`	`round_up(i_size, bs) >> blkszbits`	文件占几个块
inode 槽位	32 B 固定（与 compact inode 尺寸对齐）	extended inode 占 2 个槽位
`inode_isize`	compact=32 / extended=64	由 `i_format` bit0 决定
`xattr_isize`	`i_xattr_icount ? 12 + (n-1)*4 : 0`	`erofs_xattr_ibody_size()`；内核要求 > 12（即 `i_xattr_icount ≥ 2`），见 §2.4
元数据区起点	`meta_blkaddr`（实测小镜像常为 0）	元数据可与数据区交错（erofs.rst）
数据区起点	无固定字段	由各 inode 的 `blkaddr` 索引，可与元数据区交错

1. 镜像全局布局

 字节偏移
 0          1024        1152                                            4096
 +-----------+-----------+------------------------------------------------+
 | reserved  |superblock |  metadata area（元数据区）                       |
 |  1 KB     |  128 B    |  inode slots(32B each) + xattr ibody            |
 | (boot等)  | (可扩到   |  + chunk index 数组 / zmap header+索引 / idata   |
 |           |  144 B)   |  + dirent 数据                                  |
 +-----------+-----------+------------------------------------------------+
 |<-- block 0 ---------------------------------------------------------->|

 block 1 .. M-1                block M .. N-1
 +-------------------------+   +------------------------------------------+
 | metadata（继续）         |   | data area（数据区）                        |
 | 若 meta 区放不下会继续   |   | flat 数据块 / pcluster / chunk / blob 引用 |
 +-------------------------+   +------------------------------------------+

块 0 细部（实测锚点）

 offset  内容
 0        保留（前 1 KB，留给 x86 boot sector 等）
 1024     erofs_super_block（magic = E0 F5 E1 E2 小端 → e2 e1 f5 e0）
 1152     superblock 结束（sb_extslots=0 时 128 B）
          元数据从这里开始：实测 root nid 38 → 38*32 = 1216

实测（simple.erofs）：blocks=4、inode metadata start block = 0、 root nid=38 → offset 1216、a.txt nid=43 → 1376、big.bin nid=47 → 1504。

三个区域的关系

区域	内容	是否位置固定
superblock	镜像总描述	唯一固定（offset 1024）
metadata area	inode 槽位、xattr ibody、chunk 索引、压缩索引、idata、dirent	由 `meta_blkaddr` 起点 + `nid` 算出
data area	文件数据块 / pcluster / chunk	由 inode 里的 `blkaddr` 索引

官方描述：Mixed metadata with data —— 元数据与数据可交错，没有一条硬性的「元数据区/数据区」分界线（见 erofs.rst）。

2. 结构体字段级解析总表

2.1 `struct erofs_super_block`（144 B，位于 offset 1024）

偏移	字节	字段	含义	典型值
0	4	`magic`	魔数	`0xE0F5E1E2`
4	4	`checksum`	crc32c（防与其它结构意外重叠）	实测 `0xe1e36503`
8	4	`feature_compat`	兼容特性位	`sb_csum/mtime/xattr_filter`
12	1	`blkszbits`	块大小位移	12（4096）
13	1	`sb_extslots`	扩展槽数，sb 大小 = 128 + n*16	0（→128 B）
14	2	`rb`	union：rootnid_2b / blocks_hi	root nid
16	8	`inos`	有效 inode 数	实测 6 / 12
24	8	`epoch`	compact inode 的时间基准（秒）	mkfs 时间
32	4	`fixed_nsec`	compact inode 固定纳秒	0
36	4	`blocks_lo`	总块数（LSB）	实测 4 / 5 / 9
40	4	`meta_blkaddr`	元数据区起始块	实测 0
44	4	`xattr_blkaddr`	shared xattr 区起始块	0（无）或有效块号
48	16	`uuid`	卷 UUID	随机
64	16	`volume_name`	卷名	空
80	4	`feature_incompat`	不兼容特性位（决定能否挂载）	见下表
84	2	`u1`	union：available_compr_algs / lz4_max_distance	实测 `0xffff`(65535)
86	2	`extra_devices`	除主设备外的设备数	实测 1（带 `--blobdev` 的镜像；普通镜像为 0）
88	2	`devt_slotoff`	device table 起始（×128 B）	实测 9（同上，带 blobdev 时才有）
90	1	`dirblkbits`	目录块大小位移	12
91	1	`xattr_prefix_count`	长 xattr 名前缀数	0
92	4	`xattr_prefix_start`	长前缀区起始	0
96	8	`packed_nid`	packed inode 的 nid（fragment / 全文件打包）	0 或有效 nid
104	1	`xattr_filter_reserved`	xattr 过滤保留
105	1	`ishare_xattr_prefix_id`	ishare xattr 前缀 id
106	2	`reserved`
108	4	`build_time`	相对 epoch 的 mkfs 秒数
112	8	`rootnid_8b`	48bit 开启时的 root nid
120	8	`reserved2`
128	8	`metabox_nid`	METABOX 开启时的 metabox inode nid
136	8	`reserved3`

feature_incompat 常用位

位值	名称	含义
0x01	`LZ4_0PADDING`	lz4 压缩尾部用 0 补齐（压缩数据放块尾）
0x04	`CHUNKED_FILE`	存在 chunk-based 文件
0x08	`DEVICE_TABLE`	存在 device table（多设备）
0x10	`ZTAILPACKING`	压缩尾部内联（ztailpacking）
0x20	`FRAGMENTS` / `DEDUPE`	fragment / 去重
0x80	`48BIT`	48 位块地址
0x100	`METABOX`	元数据压缩（metabox）

2.2 `struct erofs_inode_compact`（32 B）

偏移	字节	字段	含义	典型值
0	2	`i_format`	bit0=版本(0=compact)，bit1-3=datalayout，bit4=nlink_1/点省略	见 §3
2	2	`i_xattr_icount`	inline xattr 计数（决定 xattr_isize）	实测 1 → xattr_isize 12；实测共享时 16 B 区
4	2	`i_mode`	文件类型+权限	`0x81a4`(普通 0644) / `0x41ed`(目录 0755)
6	2	`i_nb`	union：nlink / blocks_hi / startblk_hi
8	4	`i_size`	文件大小（32 位）	实测 95 / 12288
12	4	`i_mtime`	修改时间（相对 epoch）
16	4	`i_u`	union：startblk_lo / blocks_lo / rdev / chunk_info	按 datalayout 解释（见 §3）
20	4	`i_ino`	32 位 stat 兼容用 inode 号
24	2	`i_uid`
26	2	`i_gid`
28	4	`i_reserved`

2.3 `struct erofs_inode_extended`（64 B）

偏移	字节	字段	含义
0	2	`i_format`	bit0=1（extended）
2	2	`i_xattr_icount`	同上
4	2	`i_mode`
6	2	`i_nb`	union
8	8	`i_size`	文件大小（64 位，支持 >4 GiB）
16	4	`i_u`	同 compact 的 union
20	4	`i_ino`
24	4	`i_uid`
28	4	`i_gid`
32	8	`i_mtime`
40	4	`i_mtime_nsec`
44	4	`i_nlink`	硬链接数（compact 版没有独立字段，靠 i_nb）
48	16	`i_reserved2`

关键差异：extended 的 i_size 是 8 字节，因此后续字段整体后移；compact 用 4 字节 i_size。判定：i_format & EROFS_I_VERSION_MASK（bit0）→ 0=compact(32B)/1=extended(64B)。

2.4 xattr 相关

`struct erofs_xattr_ibody_header`（12 B）

偏移	字节	字段	含义
0	4	`h_name_filter`	位图，bit=1 表示该 xattr 不存在（快速否定）
4	1	`h_shared_count`	共享 xattr 个数
5	7	`h_reserved2`
12	4×n	`h_shared_xattrs[]`	共享 xattr 的 id 数组（4 B/项，柔性数组）

`struct erofs_xattr_entry`（4 B + name + value）

偏移	字节	字段	含义
0	1	`e_name_len`	名字长度
1	1	`e_name_index`	名字空间索引（1=USER, 2/3=ACL, 4=TRUSTED, 6=SECURITY；bit7=长前缀）
2	2	`e_value_size`	值长度
4	—	`e_name[]`	名字（柔性数组），随后是 value，整体按 4 B 对齐（`EROFS_XATTR_ALIGN`）

xattr 区的大小与内核校验（`erofs_init_inode_xattrs`）

xattr_isize = erofs_xattr_ibody_size(i_xattr_icount)
            = 0                    若 i_xattr_icount == 0（无 xattr）
            = 12 + (n - 1) * 4     若 n = i_xattr_icount > 0

内核对该值的三种判定（fs/erofs/xattr.c）：

`xattr_isize`	内核行为
`0`	无 xattr，返回 `-ENODATA`
`== 12`（即 `i_xattr_icount == 1`）	报错 `xattr_isize 12 ... is not supported yet`，返回 `-EOPNOTSUPP`
`< 12`	`bogus xattr ibody`，返回 `-EFSCORRUPTED`

⇒ 结论：有效的镜像里 i_xattr_icount 必须 ≥ 2（xattr_isize ≥ 16）。因此 dump.erofs 看到的 16 B 对应的是 i_xattr_icount = 2（12 + 4），而不是「1 个共享 id 加在 1 计数上」——这一点容易误读。

区内的排布与约束：

 pos = erofs_iloc(inode) + vi->inode_isize        ← xattr 区起点
 +--------------------------------+
 | erofs_xattr_ibody_header (12B) |   h_name_filter / h_shared_count / reserved
 +--------------------------------+
 | h_shared_xattrs[0..k-1] (4B×k) |   k = h_shared_count
 +--------------------------------+
 | erofs_xattr_entry #0 ...       |   inline 的 name+value，4 B 对齐
 +--------------------------------+

内核校验：h_shared_count * 4 <= xattr_isize - 12，即共享 id 数组必须能放得进 xattr_isize 里（超出则 -EFSCORRUPTED）。

共享 xattr 的值不在 inode 里，而在 xattr_blkaddr 指向的 shared xattr 区，按 xattr_offset = xattr_blkaddr * bs + 4 * id 定位（erofs.rst）。实测：2000 B 的共享值 dedupe 后只存一份（落在 block 0 的 offset 1205 附近）。

2.5 chunk 相关（datalayout = 4）

`union erofs_inode_i_u` 中的 `struct erofs_inode_chunk_info`（4 B）

偏移	字节	字段	含义
0	2	`format`	bit0-4 = chunk blkbits（`chunksize = bs << (format & 0x1F)`）；bit5=`INDEXES`；bit6=`48BIT`
2	2	`reserved`

`struct erofs_inode_chunk_index`（8 B，每项对应一个 chunk）

偏移	字节	字段	含义
0	2	`startblk_hi`	起始块号高 16 位
2	2	`device_id`	后端设备 id（与 `device_id_mask` 掩码后编到地址 48 位以上）
4	4	`startblk_lo`	起始块号低 32 位

2.6 压缩相关（datalayout = 1 / 3）

`struct z_erofs_map_header`（8 B，压缩文件元数据区的头）

偏移	字节	字段	含义
0	4	union：`h_fragmentoff` / {`h_reserved1`,`h_idata_size`} / `h_extents_lo`	fragment 在 packed inode 中的偏移 / 尾部内联数据编码长度 / extent 计数 LSB
4	2	`h_advise`	建议位（大 pcluster、interlaced、extent 记录大小等）
6	1	`h_algorithmtype`	bit0-3=HEAD1 算法，bit4-7=HEAD2 算法
7	1	`h_clusterbits`	bit0-3=逻辑 cluster 位数 - blkszbits；bit7=整个文件打包进 packed inode（fragment）
6	2	`h_extents_hi`	（同位置 union）extent 计数 MSB

`h_advise` 位定义（`erofs_fs.h`）

位值	名称	含义
`0x0001`	`Z_EROFS_ADVISE_COMPACTED_2B`	索引用 2 B 紧凑编码（与 `EXTENTS` 同位，按上下文解释）
`0x0001`	`Z_EROFS_ADVISE_EXTENTS`	使用 `z_erofs_extent` 记录（extent 模式）
`0x0002`	`Z_EROFS_ADVISE_BIG_PCLUSTER_1`	HEAD1 为大 pcluster
`0x0004`	`Z_EROFS_ADVISE_BIG_PCLUSTER_2`	HEAD2 为大 pcluster
`0x0008`	`Z_EROFS_ADVISE_INLINE_PCLUSTER`	尾部 pcluster 内联进元数据（ztailpacking）
`0x0010`	`Z_EROFS_ADVISE_INTERLACED_PCLUSTER`	pcluster 交错存放
`0x0020`	`Z_EROFS_ADVISE_FRAGMENT_PCLUSTER`	使用 fragment
bit1-2	`Z_EROFS_ADVISE_EXTRECSZ_MASK`	extent 记录大小：`recsz = 4 << ((advise >> 1) & 0x3)`

`struct z_erofs_lcluster_index`（8 B，noncompact/full 索引项）

偏移	字节	字段	含义
0	2	`di_advise`	低 2 位 = lcluster 类型（0=PLAIN,1=HEAD1,2=NONHEAD,3=HEAD2）
2	2	`di_clusterofs`	在 head pcluster 内解压起始偏移
4	4	`di_u`	HEAD：`.blkaddr`（pcluster 起始块）；NONHEAD：`.delta[2]`（到 head / 下一 head 的距离）

`struct z_erofs_extent`（32 B，extent 记录模式）

偏移	字节	字段	含义
0	4	`plen`	编码长度（bit27=partial，bit28-31=格式）
4	4	`pstart_lo` / 8:4 `pstart_hi`	物理偏移
12	4	`lstart_lo` / 16:4 `lstart_hi`	逻辑偏移
20	12	`reserved`

命名说明：旧版内核里该结构叫 z_erofs_vle_decompressed_index，在当前 7.3-rc5 中已改名为 z_erofs_lcluster_index（含义相同：逻辑 cluster → pcluster 的索引项）。

2.7 目录与设备表

`struct erofs_dirent`（12 B，packed）

偏移	字节	字段	含义
0	8	`nid`	目标 inode 的 nid（bit63 = METABOX 标记）
8	2	`nameoff`	文件名在目录块内的起始偏移
10	1	`file_type`	文件类型
11	1	`reserved`

`struct erofs_deviceslot`（128 B，device table 项）

偏移	字节	字段	含义
0	64	`tag`	digest(sha256) 等
64	4	`blocks_lo`	该设备总块数 LSB
68	4	`uniaddr_lo`	统一地址空间起始块 LSB
72	2	`blocks_hi`	块数 MSB
74	2	`uniaddr_hi`	统一起始块 MSB
76	52	`reserved`

3. 五种 datalayout 分节解析

判定通则

i_format (le16)
 bit 0      : 0 = compact inode(32B) / 1 = extended inode(64B)
 bit 1..3   : datalayout  (0..4)
 bit 4      : 非目录 compact inode: nlink==1 标志；目录: 是否省略 "." dirent

datalayout = (le16_to_cpu(i_format) >> 1) & 0x07

值	名称	数据本体位置	索引/元数据
0	`FLAT_PLAIN`	data 区连续块	`i_u.startblk`
1	`COMPRESSED_FULL`	data 区 pcluster	map_header + 8 B/项 lcluster 索引
2	`FLAT_INLINE`	data 区连续块 + 尾块内联进元数据	`i_u.startblk` + idata
3	`COMPRESSED_COMPACT`	data 区 pcluster	map_header + 2 B/项（摊销 4 B）索引
4	`CHUNK_BASED`	data 区 / blob 设备 chunk	chunk index 数组（8 B 或 4 B/项）

inode 版本（compact 32 B / extended 64 B）的选择 —— erofs-utils 侧

内核侧只是解析 i_format bit0；选择发生在 mkfs（lib/inode.c: erofs_should_use_inode_extended()）：

if (params->force_inodeversion == EROFS_FORCE_INODE_EXTENDED) return true;   /* -E force-inode-version */
if (inode->i_size  > UINT_MAX)   return true;    /* 文件 > 4 GiB，需要 64 位 i_size */
if (inode->i_uid   > USHRT_MAX)  return true;    /* uid 超过 16 位 */
if (inode->i_gid   > USHRT_MAX)  return true;    /* gid 超过 16 位 */
if (inode->i_nlink > USHRT_MAX)  return true;    /* 硬链接数超过 16 位 */

⇒ 普通镜像（小文件、uid/gid < 65536、nlink 小）默认都是 compact 32 B；这也解释了为什么实测到的 inode 几乎都是 Inode size: 32。需要纳秒级 mtime 或超大 uid/gid/nlink 时才会退化成 64 B。

补充：mkfs 写入 i_xattr_icount 时同时决定 xattr_isize （lib/namei.c 读侧用同一个 erofs_xattr_ibody_size() 计算），内核侧计算方式完全一致。

3.0 datalayout = 0 —— `FLAT_PLAIN`

判定依据

i_format bit0=0（compact）或 1（extended），(i_format >> 1) & 7 == 0
i_u 解释为 startblk（起始块号）；i_size 为文件字节数
无 idata（idata_size = 0），文件全部数据都在 data 区

ASCII 布局（示例：`big.bin`，i_size = 12288 = 3 块，startblk = 2）

 metadata area                                data area
 offset 1504 (nid 47)                          block 2      block 3      block 4
 +---------------------------+                +------------+------------+------------+
 | erofs_inode_compact(32B)  |                | data blk 0 | data blk 1 | data blk 2 |
 |  i_format = 0x00 ...      |   i_u = 2      | (文件 0~4095) | (4096~8191) | (8192~12287) |
 |  i_size  = 12288          |--------------> +------------+------------+------------+
 |  i_u.startblk_lo = 2      |                 ^            ^            ^
 +---------------------------+                 |            |            |
 + xattr ibody (若有)         |                 +-- startblk + 0/1/2 ----+
 +---------------------------+

 引用链路： inode(nid 47) --i_u.startblk=2--> erofs_pos(sb,2)=8192 --> 连续 3 块

若开启 48bit，i_nb.startblk_hi 提供高 16 位。

关键说明

数据在 data 区物理连续，不需要 extent / 间接块 —— 这是 EROFS 相对 ext4/xfs 的核心简化。
读取映射（fs/erofs/data.c: erofs_map_blocks）走 flat 分支：

pos = erofs_pos(sb, erofs_iblks(inode) - tailinline);   /* tailinline = 0 */
map->m_pa = erofs_pos(sb, vi->startblk) + map->m_la;
map->m_llen = pos - map->m_la;                          /* 到 pos 为止（含块尾 padding） */

实测：big.bin nid=47，Layout: 0，Size: 12288，On-disk size: 12288（无压缩收益）。

3.1 datalayout = 1 —— `COMPRESSED_FULL`（non-compact 索引）

判定依据

(i_format >> 1) & 7 == 1
i_u 解释为 blocks（该文件占的总块数，供 stat 用），不是起始块
真正的块地址在元数据区的 z_erofs_map_header + lcluster 索引里
索引项 8 B/项（z_erofs_lcluster_index）

ASCII 布局

 metadata area
 iloc(nid)
 +---------------------------------------------------------------+
 | erofs_inode_compact/extended        (32 / 64 B)                |
 |   i_format: datalayout = 1                                     |
 |   i_u.blocks = 压缩后占用的总块数（仅统计用）                   |
 +---------------------------------------------------------------+
 | xattr ibody                        (xattr_isize 字节)          |
 +---------------------------------------------------------------+
 | ALIGN 到 8                                                     |
 +---------------------------------------------------------------+
 | z_erofs_map_header (8B)    @ ALIGN(inode_end, 8)               |
 |   h_algorithmtype / h_clusterbits / h_advise                   |
 +---------------------------------------------------------------+
 | (+8 B, Z_EROFS_FULL_INDEX_START 的额外偏移)                     |
 +---------------------------------------------------------------+
 | lcluster index[0] (8B)  di_advise|di_clusterofs|di_u.blkaddr   |---+
 | lcluster index[1] (8B)  ...                                     |   |
 | ...                                                             |   |
 +---------------------------------------------------------------+   |
                                                                      |
 data area                                                            |
 +----------------------------------------+                           |
 | pcluster 0 (lcluster index[0].blkaddr) |<--------------------------+
 |  编码后的压缩数据（可跨多块）           |
 +----------------------------------------+
 | pcluster 1 (index[1].blkaddr 或 delta)  |
 +----------------------------------------+

索引区起始偏移（内核公式）

/* fs/erofs/zmap.c: z_erofs_load_full_lcluster() */
pos = Z_EROFS_FULL_INDEX_START(erofs_iloc(inode) + inode_isize + xattr_isize)
      + lcn * sizeof(struct z_erofs_lcluster_index);
/* 其中 Z_EROFS_FULL_INDEX_START(end) = ALIGN(end, 8) + 8 + 8 */

字段语义（`di_u` 的两副面孔）

lcluster 类型（`di_advise & 3`）	`di_u` 解释
`HEAD1` / `HEAD2` / `PLAIN`	`.blkaddr` = 该 pcluster 在 data 区的起始块
`NONHEAD`	`.delta[0]` = 到其 HEAD lcluster 的距离，`.delta[1]` = 到下一个 HEAD 的距离；`.delta[0]` 带 `Z_EROFS_LI_D0_CBLKCNT` 时表示压缩块数

关键说明（pcluster）

压缩单位是 pcluster（physical cluster），可能聚合多个逻辑 cluster（h_clusterbits）。
解压后的数据再由 di_clusterofs 定位到逻辑偏移。
若 h_clusterbits bit7 置位（Z_EROFS_FRAGMENT_INODE_BIT）→ 整个文件被打包进 packed inode（packed_nid），偏移由 h_fragmentoff 给出（fragment 机制）。
尾部内联（ztailpacking）时，h_idata_size 给出内联在元数据里的编码长度。

3.2 datalayout = 2 —— `FLAT_INLINE`（tail-packing 尾块内联）

判定依据

(i_format >> 1) & 7 == 2
i_u = startblk（指向 data 区的前 iblks - 1 块）
idata：文件最后一个块的内容（不足一块的部分）内联在元数据区，紧跟 inode + xattr
尾部内联长度没有独立的 on-disk 字段：内核里不存在 vi->idata_size（只有压缩用的 z_idata_size）。 flat inline 的尾块长度由 i_size % bs 在运行时算出（erofs_map_blocks 的 inline 分支）， mkfs 侧用 idata_size 这个名字指代这段字节。与之对照：压缩的 ztailpacking 有 on-disk 字段 z_erofs_map_header.h_idata_size（见 §3.1/§3.3）

ASCII 布局（示例：`a.txt`，i_size = 7，1 块）

 metadata area
 iloc(nid 43) = 1376
 +--------------------------------------------------+
 | erofs_inode_compact (32B)                        |
 |   i_format = 0x04  → datalayout = (4>>1)&7 = 2   |
 |   i_size = 7                                     |
 |   i_u.startblk_lo = <blk>   (若 iblks>1 才有效)   |
 +--------------------------------------------------+
 | xattr ibody (若有)                                |
 +--------------------------------------------------+
 | idata：文件尾块内容（7 字节：hello-a）            |  ← 就在元数据区！
 +--------------------------------------------------+

  i_size=7 < bs → iblks=1 → pos = (1-1)*bs = 0
  ⇒ 全部走 inline 分支，startblk 可为 EROFS_NULL_ADDR

引用链路（`erofs_map_blocks` 的 if / else）

pos = erofs_pos(sb, erofs_iblks(inode) - tailinline);   /* tailinline = 1 */
if (map->m_la < pos) {          /* 数据区部分 */
        map->m_pa = erofs_pos(sb, vi->startblk) + map->m_la;
        map->m_llen = pos - map->m_la;
} else {                        /* inline 尾巴 */
        map->m_pa = erofs_iloc(inode) + vi->inode_isize
                  + vi->xattr_isize + erofs_blkoff(sb, map->m_la);
        map->m_llen = inode->i_size - map->m_la;
        map->m_flags |= EROFS_MAP_META;      /* 用 erofs_bread() 读元数据 */
        if (erofs_blkoff(sb, m_pa) + m_llen > bs) return -EFSCORRUPTED;  /* 禁止跨块 */
}

 inode --startblk--> [data blk 0][data blk 1]        (逻辑 [0, pos))
       --iloc+isize+xattr_isize--> [idata 尾块]      (逻辑 [pos, i_size))

关键说明（tail-packing）

只有最后一个块的剩余部分会被内联（最多 1 块，禁止跨块 → 否则 -EFSCORRUPTED）。
好处：小文件完全不占 data 区，且读取时元数据页往往已在缓存，省一次 I/O。
实测：a.txt nid=43，Layout: 2，Size: 7；根目录 nid=38 也是 Layout: 2（dirent 数据内联）。

3.3 datalayout = 3 —— `COMPRESSED_COMPACT`（紧凑索引）

判定依据

(i_format >> 1) & 7 == 3
与布局 1 的区别只在索引编码：compact 用 2 B/项（每两个 lcluster 摊销一个 4 B 块地址），布局 1 用 8 B/项
i_u.blocks = 总块数

ASCII 布局

 metadata area
 +--------------------------------------------------+
 | inode (compact/extended)                         |
 +--------------------------------------------------+
 | xattr ibody                                      |
 +--------------------------------------------------+
 | z_erofs_map_header (8B)  @ ALIGN(inode_end,8)    |   ← ebase = MAP_HEADER_END
 +--------------------------------------------------+
 | compact index 区（2 B/项，摊销）                  |
 |   lcluster0: 2B   lcluster1: 2B  (含 4B blkaddr)  |---+
 |   ...                                             |   |
 +--------------------------------------------------+   |
 | （ztailpacking 时）idata：编码后的尾部数据          |   |  h_idata_size 指定长度
 +--------------------------------------------------+   |
                                                        |
 data area                                              |
 +------------------------------------------+           |
 | pcluster（压缩数据，lz4 0padding 时放块尾）|<----------+
 +------------------------------------------+

索引区起始偏移

/* fs/erofs/zmap.c: z_erofs_load_compact_lcluster() */
ebase = Z_EROFS_MAP_HEADER_END(erofs_iloc(inode) + inode_isize + xattr_isize);
/* = ALIGN(inode_end, 8) + 8 */

与 full 模式对比：compact 的索引紧跟 map_header（+8）， full 模式再多 8 B（Z_EROFS_FULL_INDEX_START）。

关键说明

实测（comp.erofs）：big.txt nid=43、f1 nid=46 均为 Layout: 3； Size: 20000 → On-disk size: 4096（压缩率 20.48%）。
feature_incompat 含 LZ4_0PADDING → pcluster 块内前面补 0，压缩数据放块尾 （实测 block 1 开头全 0，块尾才是 lz4 流 2f 42 0a 02 00 ff...）。
extent 模式（z_erofs_map_blocks_ext）使用 z_erofs_extent（32 B/条），起始 pos = round_up(MAP_HEADER_END(...), recsz)，recsz = 4 << ((h_advise >> 1) & 3)。

3.4 datalayout = 4 —— `CHUNK_BASED`

判定依据

(i_format >> 1) & 7 == 4
i_u 解释为 struct erofs_inode_chunk_info { format; reserved; }
- format & 0x1F = chunk blkbits → chunksize = bs << (format & 0x1F)
- format & EROFS_CHUNK_FORMAT_INDEXES (0x20) → 用 8 B chunk_index；否则用 4 B 块地址数组
- format & EROFS_CHUNK_FORMAT_48BIT (0x40) → 48 位地址 + device_id
chunkbits = s_blocksize_bits + (chunkformat & 0x1F)（内核 inode.c）

ASCII 布局（示例：chunksize = 64 KiB，文件 160 KiB → 3 chunk）

 metadata area
 iloc(nid 41)
 +----------------------------------------------------+
 | inode (32B)                                        |
 |   i_format: datalayout = 4                         |
 |   i_u.c.format = (blkbits<<0)|INDEXES|48BIT         |
 +----------------------------------------------------+
 | xattr ibody                                        |
 +----------------------------------------------------+
 | ALIGN(..., unit)                                   |  unit = 8 (INDEXES) 或 4
 +----------------------------------------------------+
 | chunk_index[0] (8B): startblk_hi|device_id|startblk_lo |---+
 | chunk_index[1] (8B)                                    |   |
 | chunk_index[2] (8B)                                    |   |
 +----------------------------------------------------+   |
                                                          |
 data area / blob 设备                                     |
 +-------------------------+  +----------------+  +--------+
 | chunk0 (64K)            |<-+ | chunk1 (64K)  |  | chunk2 |
 +-------------------------+    +----------------+  +--------+
    ^ device_id=1 时这块实际在 blob 设备（见多设备）

索引定位（内核公式）

/* fs/erofs/data.c: erofs_map_chunks() */
unit = (chunkformat & EROFS_CHUNK_FORMAT_INDEXES) ? sizeof(*idx) : EROFS_BLOCK_MAP_ENTRY_SIZE;
pos  = ALIGN(erofs_iloc(inode) + inode_isize + xattr_isize, unit) + unit * nr;   /* nr = m_la >> chunkbits */

/* 48 位 + 多设备：device_id 编到地址的 48 位以上 */
addr = ((u64)startblk_hi << 32 | startblk_lo) & addrmask;
if (addr != NULL_ADDR) addr |= (u64)(device_id & device_id_mask) << 48;

关键说明

chunk 之间不要求连续，可指向任意块，甚至另一个设备（device_id）。
去重（dedupe）依赖 chunk 粒度：相同 chunk 可共享同一块。
实测（chunk.erofs）：data.bin nid=41，Layout: 4，feature_incompat 含 chunked_file；
用 --chunksize=65536 生成；inode_isize + xattr_isize 之后便是 chunk index 数组。
多设备时（实测）：device_id 固定为 1（lib/blobchunk.c），extra_devices = 1。

4. xattr 与 inline 数据在磁盘上的排列

inode 记录的三段结构

 iloc
 +----------------------------+
 | inode 主体 (inode_isize)    |  32 B (compact) 或 64 B (extended)
 +----------------------------+
 | xattr ibody (xattr_isize)   |  12 + (i_xattr_icount-1)*4 字节头 +
 |                             |  紧随其后的 inline xattr entries
 +----------------------------+
 | 布局相关的扩展区             |
 |  · datalayout 0/2 : idata   |  尾块内联数据（i_size % bs 字节）
 |  · datalayout 1/3 : zmap    |  map_header + lcluster 索引（+ idata）
 |  · datalayout 4   : chunk   |  chunk index 数组
 +----------------------------+

xattr ibody 的内部排列

 xattr_isize 区
 +--------------------------------+  offset 0
 | erofs_xattr_ibody_header (12B) |
 |   h_name_filter (4B)           |
 |   h_shared_count(1B) = 1        |
 |   h_reserved2[7]               |
 +--------------------------------+  offset 12
 | h_shared_xattrs[0] = <id> (4B) |  → 指向 shared xattr 区（xattr_blkaddr）
 +--------------------------------+  offset 16
 | erofs_xattr_entry #0           |  4B 头 + name + value（4B 对齐）
 | erofs_xattr_entry #1           |
 +--------------------------------+

实测：i_xattr_icount = 1 且为共享属性时，xattr 区正好 16 B（12 B 头 + 1 个 4 B shared id）。
共享 xattr 的值存放在 xattr_blkaddr 指向的 shared xattr 区，按 xattr_offset = xattr_blkaddr*bs + 4*id 定位。
实测（xattr2.erofs）：2000 B 的共享值落在 block 0 的 offset 1205 附近（dedupe 后只存一份）。

inline 数据（idata）的两种来源

场景	idata 内容	长度来源
`FLAT_INLINE`（2）	文件最后一个块的原始字节	`i_size % bs`，运行时算出，无 on-disk 字段
压缩 + ztailpacking（1/3）	尾部数据的编码结果	on-disk 字段 `z_erofs_map_header.h_idata_size`（内核读入 `vi->z_idata_size`）

目录与 dirent

目录的数据块同样按目录 inode 的 datalayout 存放（常见为 FLAT_INLINE，小目录 dirent 直接内联）。
dirent 在块内按名字字典序排列，支持二分查找；块内布局为「前面 dirent 数组 + 后面文件名区」（头尾分离），nameoff 指向文件名。
实测根目录 nid=38，Layout: 2。

5. 五种 layout 对照总表

	0 FLAT_PLAIN	1 COMPRESSED_FULL	2 FLAT_INLINE	3 COMPRESSED_COMPACT	4 CHUNK_BASED
`i_u` 含义	`startblk`	`blocks`	`startblk`	`blocks`	`chunk_info`
`i_size`	文件字节数	文件解压后字节数	文件字节数	文件解压后字节数	文件字节数
数据在 data 区	连续块	pcluster	连续块	pcluster	chunk（可跨设备）
元数据区额外内容	（xattr）	map_header + 8B/项索引	idata 尾块	map_header + 2B/项索引	chunk index 数组
索引项大小	—	8 B	—	2 B（摊销 4 B）	8 B 或 4 B
`idata`	无	ztailpacking 时有	有（尾块）	ztailpacking 时有	无
尾部内联	否	可选	是	可选	否
跨设备能力	否	否	否	否	是（device_id）
实测出现	`big.bin` Layout 0	—	`a.txt`/root Layout 2	`big.txt` Layout 3	`data.bin` Layout 4

6. 速查：从文件偏移反推磁盘位置

 ① 逻辑偏移 la
      │
 ② erofs_map_blocks(inode, &map)          ← 按 datalayout 分派
      │  ├─ 0/2 : flat 分支 → m_pa = startblk*bs + la（或走 idata 分支）
      │  ├─ 1/3 : z_erofs_map_blocks_iter() → 查 lcluster 索引 → pcluster blkaddr
      │  └─ 4   : erofs_map_chunks() → 查 chunk index → chunk blkaddr (+device_id)
      │
 ③ erofs_map_dev(sb, &map)                ← 多设备时：统一地址 → 具体设备 + 设备内偏移
      │
 ④ 物理块 = m_pa >> 12，块内 = m_pa & 4095

相关源码入口：
fs/erofs/data.c: erofs_map_blocks() / erofs_map_chunks() / erofs_map_dev()
fs/erofs/zmap.c: z_erofs_map_blocks_iter() / z_erofs_load_full_lcluster() / z_erofs_load_compact_lcluster()
fs/erofs/inode.c: erofs_fill_inode()（inode_isize / xattr_isize / idata_size 的来源）

参考

linux-stable (93f51579e7df)
EROFS 官方文档 Release 0.1

EROFS on-disk 镜像格式：5 种 datalayout 完全解析

0. 关键公式与术语

1. 镜像全局布局

块 0 细部（实测锚点）

三个区域的关系

2. 结构体字段级解析总表

2.1 struct erofs_super_block（144 B，位于 offset 1024）

2.2 struct erofs_inode_compact（32 B）

2.3 struct erofs_inode_extended（64 B）

2.4 xattr 相关

struct erofs_xattr_ibody_header（12 B）

struct erofs_xattr_entry（4 B + name + value）

xattr 区的大小与内核校验（erofs_init_inode_xattrs）

2.5 chunk 相关（datalayout = 4）

union erofs_inode_i_u 中的 struct erofs_inode_chunk_info（4 B）

struct erofs_inode_chunk_index（8 B，每项对应一个 chunk）

2.6 压缩相关（datalayout = 1 / 3）

struct z_erofs_map_header（8 B，压缩文件元数据区的头）

h_advise 位定义（erofs_fs.h）

struct z_erofs_lcluster_index（8 B，noncompact/full 索引项）

struct z_erofs_extent（32 B，extent 记录模式）

2.7 目录与设备表

struct erofs_dirent（12 B，packed）

struct erofs_deviceslot（128 B，device table 项）

3. 五种 datalayout 分节解析

判定通则

inode 版本（compact 32 B / extended 64 B）的选择 —— erofs-utils 侧

3.0 datalayout = 0 —— FLAT_PLAIN

判定依据

ASCII 布局（示例：big.bin，i_size = 12288 = 3 块，startblk = 2）

关键说明

3.1 datalayout = 1 —— COMPRESSED_FULL（non-compact 索引）

判定依据

ASCII 布局

索引区起始偏移（内核公式）

字段语义（di_u 的两副面孔）

关键说明（pcluster）

3.2 datalayout = 2 —— FLAT_INLINE（tail-packing 尾块内联）

判定依据

ASCII 布局（示例：a.txt，i_size = 7，1 块）

引用链路（erofs_map_blocks 的 if / else）

关键说明（tail-packing）

3.3 datalayout = 3 —— COMPRESSED_COMPACT（紧凑索引）

判定依据

ASCII 布局

索引区起始偏移

关键说明

3.4 datalayout = 4 —— CHUNK_BASED

判定依据

ASCII 布局（示例：chunksize = 64 KiB，文件 160 KiB → 3 chunk）

索引定位（内核公式）

关键说明

4. xattr 与 inline 数据在磁盘上的排列

inode 记录的三段结构

xattr ibody 的内部排列

inline 数据（idata）的两种来源

目录与 dirent

5. 五种 layout 对照总表

6. 速查：从文件偏移反推磁盘位置

参考

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2.1 `struct erofs_super_block`（144 B，位于 offset 1024）

2.2 `struct erofs_inode_compact`（32 B）

2.3 `struct erofs_inode_extended`（64 B）

`struct erofs_xattr_ibody_header`（12 B）

`struct erofs_xattr_entry`（4 B + name + value）

xattr 区的大小与内核校验（`erofs_init_inode_xattrs`）

`union erofs_inode_i_u` 中的 `struct erofs_inode_chunk_info`（4 B）

`struct erofs_inode_chunk_index`（8 B，每项对应一个 chunk）

`struct z_erofs_map_header`（8 B，压缩文件元数据区的头）

`h_advise` 位定义（`erofs_fs.h`）

`struct z_erofs_lcluster_index`（8 B，noncompact/full 索引项）

`struct z_erofs_extent`（32 B，extent 记录模式）

`struct erofs_dirent`（12 B，packed）

`struct erofs_deviceslot`（128 B，device table 项）

3.0 datalayout = 0 —— `FLAT_PLAIN`

ASCII 布局（示例：`big.bin`，i_size = 12288 = 3 块，startblk = 2）

3.1 datalayout = 1 —— `COMPRESSED_FULL`（non-compact 索引）

字段语义（`di_u` 的两副面孔）

3.2 datalayout = 2 —— `FLAT_INLINE`（tail-packing 尾块内联）

ASCII 布局（示例：`a.txt`，i_size = 7，1 块）

引用链路（`erofs_map_blocks` 的 if / else）

3.3 datalayout = 3 —— `COMPRESSED_COMPACT`（紧凑索引）

3.4 datalayout = 4 —— `CHUNK_BASED`