HFS Plus

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HFS +
開発者アップル社。
フルネーム階層型ファイルシステムプラス
紹介された1998年1月19日; 24年前MacOS 8.1 (1998-01-19
パーティション識別子Apple_HFSAppleパーティションマップ
0xAFMBR)HFSおよびHFS +
Apple_HFSXApple Partition Map)HFSX GPT)の場合
48465300-0000-11AA-
AA11-00306543ECAC
構造
ディレクトリの内容Bツリー
ファイルアロケーションビットマップ
不良ブロックBツリー
制限
最大。ボリュームサイズエクサバイト[1]
最大。ファイルサイズEB [2]
最大。ファイル数4,294,967,295(2 32 − 1)
最大。ファイル名の長さ255文字(255 UTF-16エンコーディングユニット、Unicode正規化フォーマットDのApple修正バリアントに正規化)
ファイル名に使用できる文字Unicode 、 NULを含む任意の文字OS APIは、レガシーの理由で一部の文字を制限する場合があります
特徴
記録された日付アクセス、属性の変更、バックアップ、コンテンツの変更、作成
日付範囲1904年1月1日– 2158年2月6日
日付の解決1秒
フォークはい
属性色(3ビット、他のすべてのフラグ1ビット)、ロック、カスタムアイコン、バンドル、非表示、エイリアス、システム、ステーショナリー、初期化、INITリソースなし、共有、デスクトップ
ファイルシステムのアクセス許可Unix権限、NFSv4 ACLMac OS X v10.4以降)
透過的な圧縮部分的(decmpfs、Mac OS X 10.6以降)[3]
透過的な暗号化はい(Mac OS X 10.7以降)。ホームディレクトリごとの暗号化は、10.7より前でMac OS X10.3より後のOSXバージョンでHFS +形式の.dmgボリュームを使用するAES [説明が必要]で利用できます。
他の
サポートされているオペレーティングシステムMac OS 8.1Mac OS 9macOS / iOS / tvOS / watchOS / DarwinLinuxMicrosoft WindowsBoot Camp IFSドライバー経由)

HFSPlusまたはHFS + ( Mac OSExtendedまたはHFSExtendedとも呼ばれます)は、Apple Incによって開発されたジャーナリングファイルシステムです。これは、AppleコンピューターのプライマリファイルシステムとしてのHierarchical File System(HFS)を1998リリースのMac OS8.1 に置き換えました。 HFS +は、2017年にmacOS HighSierraでリリースされたAppleFile System(APFS)に置き換えられるまで、主要なMac OS Xファイルシステムとして存続しました。HFS+は、 iPodデジタルミュージックプレーヤー で使用される形式の1つでもあります。

以前のHFS ( Mac OSStandardまたはHFSStandardとも呼ばれる)と比較して HFS Plusははるかに大きなファイル(ブロックアドレスは16ビットではなく32ビット長)をサポートし、UnicodeMac OS Romanまたはその他のいくつかの文字の代わり)を使用しますセット)アイテムに名前を付けるため。HFSと同様に、HFS Plusはほとんどのボリュームメタデータを格納するためにBツリーを使用しますが、他のほとんどのファイルシステムとは異なり、HFSPlusはディレクトリへのハードリンクをサポートします。HFS Plusは、最大255文字の長さのファイル名、およびNTFSと同様のnフォークファイルを許可します。ただし、2005年まで、データフォークリソースフォーク以外のフォークを利用したシステムソフトウェアはほとんどありませんでしたHFS Plusは、HFSの16ビットではなく完全な32ビット割り当てマッピングテーブルも使用するため、大容量ディスクのスペースの使用が改善されます。

歴史

コードネームが開発中のSequoia [4] HFS +は、1998年1月19日のMac OS8.1のリリースで導入されました。[2]

2002年11月11日のMacOS X 10.2.2アップデートのリリースに伴い、Appleはデータの信頼性を向上させるためにオプションのジャーナリング機能をHFSPlusに追加しました。これらの機能は、Mac OS X Serverのディスクユーティリティアプリケーションを使用してGUIからアクセスできましたが、標準のデスクトップクライアントのコマンドラインからのみアクセスできました。[5]

Mac OS X v10.3では、すべてのMacのすべてのHFSPlusボリュームがデフォルトでジャーナル処理されるように設定されていました。システム内では、ジャーナルを含むHFSPlusボリュームはHFSJとして識別されます。

Mac OS X 10.3では、HFSXと呼ばれるHFSPlusの別のバージョンも導入されました。HFSXボリュームはHFSPlusボリュームとほぼ同じですが、HFS Plusボリュームに典型的なHFSラッパーに囲まれることはなく、オプションでファイル名とフォルダー名の大文字と小文字の区別をサポートする点が異なります。HFSXボリュームは、ボリュームヘッダーの2つのエントリ、署名フィールドのHXの値、およびバージョンフィールドの5の値で認識できます。[2]

Mac OS X 10.3は、AppleがUnicode 3.2分解を採用したことも示しており、以前使用されていたUnicode2.1分解に取って代わりました。この変更により、Mac OSX用のソフトウェアを作成する開発者に問題が発生しました。[6]

Mac OS X 10.3では、HFS +でファイルが断片化するのを防ぐことを目的としたいくつかの手法が導入されました。[7]

Mac OS X 10.4で、Appleはインライン属性データレコードのサポートを追加しました。これは、少なくとも10.0からHFSPlusのMacOS X実装の一部でしたが、常に「将来の使用のために予約済み」とマークされていました。[8] Mac OS X Server 10.4がリリースされるまで、HFSPlusは標準のUNIXファイルシステムのアクセス許可のみをサポートしていました。ただし、10.4では、アクセス制御リストベースのファイルセキュリティのサポートが導入されました。これは、ファイルアクセス許可を定義するためのより豊富なメカニズムを提供し、 Microsoft WindowsXPWindowsServer2003などの他のプラットフォームのファイルアクセス許可モデルと完全に互換性があるように設計されています[9]

Mac OS X Leopard 10.5では、ディレクトリのハードリンクがTimeMachineの基本的な部分として追加されました。

Mac OS X Snow Leopard 10.6では、Deflate(Zlib)を使用してHFS +圧縮が追加されました。オープンソースやその他のいくつかの分野では、これはAppleFSCompressionまたはdecmpfsと呼ばれます。圧縮されたデータは、拡張属性またはリソースフォークのいずれかに格納できます。Apple以外のAPIを使用する場合、AppleFSCompressionは常に完全に透過的であるとは限りません。[10] OS X 10.9では、LZVN(libFastCompression)とLZFSEの2つの新しいアルゴリズムが導入されました。

Mac OS X Lion 10.7では、論理ボリューム暗号化(FileVault 2と呼ばれる)がオペレーティングシステムに追加されました。このオペレーティングシステムへの追加によって、ファイルシステムの論理構造が変わることはありません。Appleの論理ボリュームマネージャーはコアストレージと呼ばれ、ボリュームレベルでの暗号化はHFSPlus以外のファイルシステムに適用できます。適切なハードウェアを使用すると、暗号化と復号化の両方を透過的にする必要があります。

デザイン

HFS Plusボリュームは、通常512バイトのサイズのセクター(HFSでは論理ブロックと呼ばれます)に分割されます。次に、これらのセクターは、1つ以上のセクターを含むことができる割り当てブロックにグループ化されます。割り当てブロックの数は、ボリュームの合計サイズによって異なります。HFS Plusは、HFSよりも大きな値を使用して割り当てブロックをアドレス指定します。16ビットではなく32ビットです。これは、HFSで使用可能な65,536(= 2 16 )の割り当てブロックではなく、4,294,967,296(= 2 32 )の割り当てブロックにアクセスできることを意味します。[2]ディスクが小さい場合、これはほとんど重要ではありませんでしたが、大容量のドライブが使用可能になると、ファイルが占有できる最小のスペース(単一の割り当てブロック)が過度に大きくなり、かなりのスペースが無駄になりました。たとえば、1 GBのディスクでは、HFSでの割り当てブロックサイズは16 KBであるため、1バイトのファイルでも16KBのディスクスペースを占有します。その結果、HFS Plusのシステムは、より大きなディスクのスペース使用率を大幅に改善します。

HFSPlusのファイル名とフォルダー名もUTF-16 [11]でエンコードされ、 Unicode Normalization Form D(NFD)[12]とほぼ同じ形式に正規化されます(つまり、「å」などの合成済み文字はHFS +ファイル名であるため、2つのコードユニットとしてカウントされます[13] 。UTF-16は、基本多言語面の外側の文字もHFS +ファイル名で2つのコードユニットとしてカウントされることを意味します。HFS Plusは、最大255UTF-16コード単位の長さのファイル名を許可します。

以前は、HFSPlusボリュームはHFS標準ファイルシステム内に埋め込まれていました。これは、HFSPlusファイルシステムがラッパー内に埋め込まれていなかったIntelMacへのTigerの移行によって段階的に廃止されました。ラッパーは2つの目的で設計されていました。ROMにHFSPlusをサポートしていないMacintoshコンピューターでHFSPlusボリュームを起動できるようになりました。また、 Where_have_all_my_files_gone?という読み取り専用ファイルを含む最小限のHFSボリュームを含めることで、ユーザーがHFSPlusに移行できるように設計されています。、HFSPlusを搭載していないバージョンのMacOS 8.0以前のユーザーに、ボリュームにはHFSPlusをサポートするシステムが必要であることを説明します。元のHFSボリュームには、ボリュームヘッダー内に埋め込まれたHFSPlusボリュームへの署名とオフセットが含まれています。埋め込みボリュームを含むHFSボリューム内のすべての割り当てブロックは、不良ブロックとしてHFS割り当てファイルからマップされます。[2]

Unixシステムで使用されるファイルシステムの中で注目すべき点として、HFSPlusはスパースファイルをサポートしていません。

典型的なHFSPlusボリュームを構成する9つの構造があります:[2]

  1. ボリュームのセクター0と1はHFSブートブロックです。これらは、HFSボリュームのブートブロックと同じです。これらはHFSラッパーの一部です。[14]
  2. セクター2には、ボリュームヘッダーが含まれています。これは、HFSボリュームのマスターディレクトリブロックに相当します。ボリュームヘッダーには、割り当てブロックのサイズ、ボリュームが作成された日時を示すタイムスタンプ、カタログファイルやエクステントオーバーフローファイルなどの他のボリューム構造の場所など、ボリューム自体に関するさまざまなデータが格納されます。ボリュームヘッダーは常に同じ場所にあります。
  3. どの割り当てブロックが空いていて、どの割り当てブロックが使用されているかを追跡する割り当てファイル。これは、HFSのボリュームビットマップに似ており、各割り当てブロックは1ビットで表されます。ゼロはブロックが空いていることを意味し、1はブロックが使用中であることを意味します。HFSボリュームビットマップとの主な違いは、割り当てファイルが通常のファイルとして保存されることです。ボリュームの先頭近くに特別な予約スペースを占有しません。割り当てファイルはサイズを変更することもでき、ボリューム内に連続して保存する必要はありません。
  4. カタログファイルボリュームに保存されているすべてのファイルとディレクトリのレコードを含むBツリーです。HFS PlusカタログファイルはHFSカタログファイルと非常によく似ていますが、主な違いは、レコードが大きいため、フィールドを増やしたり、フィールドを大きくしたりできることです(たとえば、HFS Plusで255文字の長いUnicodeファイル名を使用できるようにするため)。 )。HFSカタログファイルのレコードのサイズは512バイトです。HFS Plusカタログファイルのレコードは、クラシックMacOSでは4KB、macOSでは8KBです。HFSのフィールドは固定サイズですが、HFS Plusでは、保存するデータの実際のサイズに応じてサイズが異なる場合があります。
  5. エクステントオーバーフローファイルは、各ファイルにエクステントとして割り当てられる割り当てブロックを記録する別のBツリーです。カタログファイルの各ファイルレコードは、ファイルのフォークごとに8つのエクステントを記録できます。それらが使用されると、追加のエクステントがエクステントオーバーフローファイルに記録されます。不良ブロックは、エクステントオーバーフローファイルにもエクステントとして記録されます。従来のMacOSのエクステントレコードのデフォルトサイズは、macOSでは1KBと4KBです。
  6. 属性ファイルは、HFS Plusの新しいBツリーであり、HFSに対応する構造がありません。属性ファイルには、インラインデータ属性レコード、フォークデータ属性レコード、および拡張属性レコードの3種類の4KBレコードを格納できます。インラインデータ属性レコードには、レコード自体に収まる小さな属性が格納されます。フォークデータ属性レコードには、より大きな属性を保持できる最大8つのエクステントへの参照が含まれています。拡張属性は、8つのエクステントレコードがすでに使用されている場合に、フォークデータ属性レコードを拡張するために使用されます。
  7. スタートアップファイルは、HFSまたはHFSPlusをサポートしていないMac以外のOSシステム用に設計されています。これは、HFSボリュームのブートブロックに似ています。
  8. 最後から2番目のセクターには、HFSの代替マスターディレクトリブロックに相当する代替ボリュームヘッダーが含まれます。これは、ボリュームではなく、ディスクの最後から2番目のセクターであることに注意してください。ディスクがボリュームよりも大きい場合、AVHはファイルシステムの範囲外になります。
  9. ボリュームの最後のセクターは、Appleが使用するために予約されています。これは、コンピューターの製造プロセス中に使用されます。[2]

批判

HFS Plusには、ZFSNTFSなどの最新のファイルシステムの定番と見なされるいくつかの機能がありません。[15]データチェックサムは、最も日常的に引用されている欠落している機能です。[16]

チェックサムに加えて、HFS +に欠けている最新のファイルシステムの機能は次のとおりです。

  • ナノ秒のタイムスタンプ[16]
  • 同時アクセス(つまり、複数のプロセスが同時にファイルシステムにアクセスできます)[16]
  • スナップショット[16]
  • 2040年2月6日以降の日付のサポート[17]
  • スパースファイルのサポート[16]
  • ハードリンクのより良い実装(他のファイルシステムでは、これらは通常、同じデータブロックを指す複数のディレクトリエントリです。macOSのハードリンクは、特別な隠しディレクトリに保存される小さなファイルとして実装されます)[16]

HFS PlusはUnixライクなシステム向けに設計されていないため、AppleがMac OS Xに移行したときに、ファイルシステムのアクセス許可ハードリンクなどの機能を組み込む必要がありました。 [16]

その他のオペレーティングシステム

Linux

Linuxカーネルには、 HFS +ファイルシステムを読み取り/書き込みでマウントするためhfsplusモジュール[18]が含まれています。HFS + fsckmkfsはLinuxに移植されており、hfsprogsパッケージの一部です。[19]

2009年に、これらのドライバーは、容量が2TBを超えるHFS +ドライブを破損していると診断されました。[20]その結果、DebianやUbuntuなどのLinuxディストリビューションは、2TBを超えるHFS +ドライブまたはパーティションのマウントを許可しなくなりました。[21] 2011年2月の時点で、この制限を解除するための作業が進行中です。[22] [更新が必要]

Linuxの現在のHFS +ドライバーでは、HFS +パーティションにデータを安全に書き込むために、ジャーナリングを無効にする必要があります。パーティションがAppleのTimeMachineソフトウェアで使用されていない場合、macOSでジャーナリングを無効にできます。[23] OS X Yosemiteでディスクユーティリティを使用すると、ユーザーはAlt / Optionを押しながら、[ファイル]メニューの[ジャーナリングを無効にする]をクリックできます。最初にマウントされたパーティションを選択しました。

ジャーナリングが有効になっているHFS +パーティションは、Linuxで書き込みアクセスを使用して強制的にマウントされる場合がありますが、これはサポートされておらず、賢明ではありません。[23] [24]

ジャーナリングされたHFS + [25]への書き込みサポートを実装するGoogleSummer of Codeプロジェクト 2011年にLinux Foundationによって承認されましたが、その時点では完了しておらず、現在も進行中です。ジャーナリングサポートの更新を含む、HFS +ドライバーの進捗状況と改善点は、linux-fsdevelメーリングリスト[26]に随時掲載されています。

2011年7月の時点でParagon Software Groupは、HFS +ジャーナルボリュームへの完全な読み取り/書き込みアクセスを可能にするカーネルドライバーを提供しました。[27]この製品は、Paragon独自のUFSDライブラリに基づくHFS +の独自の実装です。ドライバーには無料版と有料版の両方があり、HFS +ボリュームをチェックおよび修復するためのユーティリティが含まれています。オンラインドキュメント(無料版[28]または有料版[29])によると、現在、無料版と有料版の両方が2.6.36から4.12.xまでのLinuxカーネルをサポートしています。UbuntuDebianFedoraOpenSUSECentOS公式にサポートされている唯一のLinuxディストリビューションです。[30]

Windows

2012年5月の時点で、AppleはMac OS X10.6のBootCampソフトウェアの一部として、Windows XP、Windows Vista、およびWindows7用の読み取り専用HFS +ドライバーのみをリリースしています[31]これは、これらのシステムのユーザーはHFS +ドライブ上のデータを読み取ることはできますが、書き込むことはできないことを意味します。Microsoftは、主にHFS +形式のiPodを読み取る目的でXbox360用のHFS +ドライバーを作成しました。[要出典]

無料のオープンソースソフトウェア(HFSExplorerとjpfmに基づくjHFSplus)を使用して、hfs / hfs +パーティションを読み取り専用の仮想フォルダーとしてマウントできます。[32]

Total Commander用のフリーウェアプラグインが存在し、特にHFSおよびHFS +ファイルシステムを読み取ることができます。[33]

DiskInternals Linux Readerを使用して、HFSおよびHFS +ハードドライブ/パーティションからフォルダー/ファイルを抽出/保存できます。[34]

市販の製品であるMacDriveは、HFSおよびHFS +ドライブ、光ディスク、およびその他のメディアをWindowsエクスプローラーにマウントするためにも使用でき、ボリュームの読み取りと書き込み、およびMacディスクの修復とフォーマットの両方が可能です。[35]

商用製品であるParagonのHFS + for Windowsを使用すると、WindowsXPからWindowsServer2008までのすべてのバージョンのWindowsでの完全な読み取りと書き込みおよびディスクの管理が可能になります。[36]

クロスプラットフォーム

無料GPL)代替案は、ErikLarssonによって書かれたHFSExplorerです。[37] HFSExplorerは、HFS +ボリューム(Mac OS拡張)またはHFSXボリューム(Mac OS拡張、大文字と小文字を区別)からファイルを表示および抽出するためのJavaアプリケーションです。ボリュームは、物理ディスク、さまざまなAppleディスクイメージおよびスパースディスクイメージ形式、またはrawファイルシステムダンプのいずれかに配置できます。ただし、HFSExplorerは読み取り専用のソリューションです。HFSフォーマットのボリュームには書き込めません。

も参照してください

参考文献

  1. ^ 「OSX:Mac OS拡張フォーマット(HFS Plus)のボリュームとファイルの制限」Support.apple.com。2008-07-29。2010年7月30日にオリジナルからアーカイブされまし2010年7月5日取得
  2. ^ a b c d e f g 「テクニカルノートTN1150:HFSPlusボリュームフォーマット」Apple DeveloperConnection2004年3月5日。2013年6月22日のオリジナルからアーカイブ2007年3月28日取得
  3. ^ 「10.6:HFS +圧縮でファイルを圧縮する– Mac OSXのヒント」2012年4月1日にオリジナルからアーカイブされました。
  4. ^ グレッグウィリアムズ(2000年5月19日)。「戦略モザイク:セコイア-明日以降のマスストレージ」2000年5月19日にオリジナルからアーカイブされました。
  5. ^ ジョングルーバー(2002年11月11日)。「カラス」DaringFireball.net2007年4月9日にオリジナルからアーカイブされました2007年3月28日取得
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  13. ^ UnicodeがNFD形式を標準化する前に、HFS Plus形式が完成したという事実から派生したいくつかの小さな違いがあります(詳細については、 Wayback Machineでアーカイブされた「UnicodeSubtleties」 2013-06-22をしてください)
  14. ^ 「ブートブロック」Macintoshの内部Apple Inc. 1996年7月2日。
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外部リンク

  • hfsexplorer – HFS、HFS +、およびHFSXをサポートするJavaで記述されたMS-Windows®用のオープンソースエクスプローラー
  • Appleの「レガシー」Technote1150 – HFSPlusボリュームフォーマット
  • Appleの「レガシー」テクノテ1189–モンスターディスクドライバテクノテ
  • hfsdebug – AmitSinghによるHFSPlusボリューム用のデバッガー
  • hfsprogs –LinuxシステムでのHFS +ファイルシステム用のユーザースペースサポートツール(Appleのネイティブツールから採用)。
  • iBored – HFSPlusをサポートするディスクエディターおよびビューアー
  • MacDrive –WindowsでHFSおよびHFS +ボリュームを読み取り、書き込み、作成するための商用製品
  • HFSleuth –macOSおよびLinux用のHFS + / HFSXボリュームおよびディスクイメージ(DMG)の検査を可能にする無料のコマンドラインツール
  • Mac OS X 10.7 Lion:Ars Technicaのレビュー–このファイルシステムに対する批判