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- Original:
- 翻译:
李睿 Rui Li <me@lirui.org>
Linux中的XZ数据压缩¶
介绍¶
XZ是一种通用的数据压缩格式，其具有高压缩率和相对快的解压速度。主要的压缩算法（ 过滤器）是LZMA2。额外的过滤器可以被用来进一步提高压缩率，比如用来提高可执行数据 压缩率的Branch/Call/Jump (BCJ)过滤器。
XZ解压器在Linux中被称作XZ Embedded。它支持LZMA2过滤器和可选的BCJ过滤器，并支持 CRC32完整性校验。你可以在XZ Embedded的主页<https://tukaani.org/xz/embedded.html> 中找到最新版本和关于在Linux内核之外使用源码的信息。
对于用户空间来说，XZ Utils提供了类似于zlib的压缩库和类似于gzip的命令行工具。 XZ Utils可以从<https://tukaani.org/xz/>下载。
内核中的XZ相关组件¶
xz_dec模块为XZ解压器提供了单次调用（缓冲区到缓冲区）和多次调用（有状态）的 API。xz_dec模块的用法记录在include/linux/xz.h中。
xz_dec_test模块用于测试xz_dec。除非你想魔改XZ解压器，否则xz_dec_test是 没有用的。xz_dec_test会动态分配一个字符设备主设备号，你可以从用户空间向它 写入.xz文件，解压的输出会被丢弃。关注dmesg可以找到xz_dec_test输出的诊断信息。 详细内容请查看xz_dec_test的源码。
为了解压内核镜像、初始ram文件系统和初始ram磁盘，lib/decompress_unxz.c实现 了一个包装函数。它的API与其他 decompress_*.c 文件相同，那些API定义在 include/linux/decompress/generic.h中。
scripts/xz_wrap.sh是一个XZ Utils中的xz命令行工具包装器。这个包装器会 设置合适的压缩选项来压缩内核镜像。
在内核的makefiles中，提供了使用$(call if_needed)的两个命令。内核镜像应该 使用$(call if_needed,xzkern)来压缩，它会使用BCJ过滤器和一个大LZMA2字典。 它还会附加一个四字节的包含源文件大小的预告，这会在启动代码中被用到。其他文件 应该使用$(call if_needed,xzmisc)来压缩，它会使用1 MiB的LZMA2字典并禁用 BCJ过滤器。
关于压缩选项的说明¶
因为XZ Embedded只支持没有完整性校验的数据流或者CRC32，请确保你在编码未来将被 内核解码的文件时没有使用其他完整性校验方式。使用liblzma时，你需要使用LZMA_CHECK_NONE 或LZMA_CHECK_CRC32。使用xz命令行工具时，使用--check=none或--check=crc32。
除非有其他环节会验证解压数据的完整性，否则强烈使用CRC32。双重验证可能会浪费 CPU周期。请注意头部总是会包含用于解压器验证的CRC32，你只能修改或禁用解压后数据 的完整性校验方式。
在用户中间中，LZMA2通常使用几兆字节大小的字典。解码器需要在RAM中放置字典， 因此大字典不能被用于那些意在被内核解码的文件。1 MiB在内核中大概是可接受的最大 字典大小（可能对初始ram文件系统也适用）。XZ Utils中的预设值可能并不适合创建 内核文件，所以请别犹豫使用自定义设置。比如:
xz --check=crc32 --lzma2=dict=512KiB inputfile
使用上面字典大小的一个例外是在单一调用模式下使用解码器。解压内核自身就是一个例 子。在单一调用模式下，内存用量并不和字典大小有关，这种情况就是使用大字典的好地 方：为了最大化压缩，字典至少应该和解压后的数据一样大。
未来计划¶
如果有人认为有用的话，可能会考虑创建一个受限的XZ编码器。LZMA2的压缩速率比Deflate 或LZO等要慢，即使在最快的配置选项下。所以并不清楚LZMA2编码器是否需要并入内核。
有计划在解压代码中支持有限的随机访问读数据。不知道这能否在内核中有任何用，但是我 知道这会在一些Linux内核以外的嵌入式项目中有用。
.xz文件格式规范的一致性¶
在一些边缘情况下，为了简化事情牺牲了尽早地检测错误。因为并不会导致安全问题，实际 上是没有关系的。但在测试代码的时候知道这一点很好，比如测试来自XZ Utils的文件。
报告错误¶
请在报告错误前确认是否已经在上游修复。可以从<https://tukaani.org/xz/embedded.html> 获取最新的源码。
可以通过联系<lasse.collin@tukaani.org>或者访问Freenode上的#tukaani 联系Larhzu。我并不经常阅读LKML或者其他内核相关的邮件列表，所以如果要告知我什么事情 ，你应该通过我的私人邮箱或者IRC联系我。
请不要因为内核中XZ的实现或关于XZ Utils的问题打扰Igor Pavlov。虽然这两种实现 包含了建立在Igor Pavlov的代码上的重要源码，但并不由他维护和提供支持。