HFS Plus

HFS Plus o HFS+ (también conocido como Mac OS Extended o HFS Extended ^{[ 5 ]} ) es un sistema de archivos con registro de transacciones desarrollado por Apple Inc. Reemplazó al Sistema de Archivos Jerárquico (HFS) como sistema de archivos principal de las computadoras Apple con el lanzamiento de Mac OS 8.1 en 1998. HFS+ continuó siendo el sistema de archivos principal de Mac OS X hasta que fue reemplazado por el Sistema de Archivos de Apple (APFS), lanzado con macOS High Sierra en 2017. HFS+ también es uno de los formatos compatibles con el reproductor de música digital iPod . En 2026, macOS Golden Gate declaró oficialmente obsoleto el HFS+ cifrado en favor del APFS cifrado . ^{[ 6 ]}

En comparación con su predecesor HFS , también llamado Mac OS Standard o HFS Standard, HFS Plus admite archivos mucho más grandes (las direcciones de bloque tienen una longitud de 32 bits en lugar de 16 bits) y utiliza Unicode (en lugar de Mac OS Roman u otros conjuntos de caracteres) para nombrar elementos. Al igual que HFS, HFS Plus utiliza árboles B para almacenar la mayor parte de los metadatos de volumen , pero a diferencia de la mayoría de los sistemas de archivos que admiten enlaces duros , HFS Plus admite enlaces duros a directorios. HFS Plus permite nombres de archivo de hasta 255 caracteres de longitud y archivos n-forked similares a NTFS , aunque hasta 2005 casi ningún software de sistema aprovechaba las bifurcaciones que no fueran la bifurcación de datos y la bifurcación de recursos . HFS Plus también utiliza una tabla de asignación de 32 bits completa en lugar de los 16 bits de HFS, lo que mejora el uso del espacio en discos grandes.

Con el nombre en clave Sequoia en desarrollo, ^{[ 7 ]} HFS+ se introdujo con el lanzamiento de Mac OS 8.1 el 19 de enero de 1998. ^{[ 2 ]}

Con el lanzamiento de la actualización Mac OS X 10.2.2 el 11 de noviembre de 2002, Apple añadió funciones de registro opcionales a HFS Plus para mejorar la fiabilidad de los datos. Estas funciones eran accesibles a través de la interfaz gráfica de usuario (GUI), utilizando la aplicación Utilidad de Discos en Mac OS X Server, pero solo eran accesibles mediante la línea de comandos en el cliente de escritorio estándar. ^{[ 8 ]}

Con Mac OS X v10.3, todos los volúmenes HFS Plus en todos los Mac se configuraron para ser registrados por defecto. Dentro del sistema, un volumen HFS Plus con registro se identifica como HFSJ .

Mac OS X 10.3 también introdujo otra versión de HFS Plus llamada HFSX . Los volúmenes HFSX son casi idénticos a los volúmenes HFS Plus, excepto que nunca están rodeados por el HFS Wrapper típico de los volúmenes HFS Plus y admiten opcionalmente la distinción entre mayúsculas y minúsculas para los nombres de archivos y carpetas. Los volúmenes HFSX se pueden reconocer por dos entradas en el encabezado del volumen, un valor de HX en el campo de firma y 5 en el campo de versión. ^{[ 2 ]}

Mac OS X 10.3 también marcó la adopción por parte de Apple de la descomposición Unicode 3.2, reemplazando la descomposición Unicode 2.1 utilizada anteriormente. Este cambio causó problemas a los desarrolladores que escribían software para Mac OS X. ^{[ 9 ]}

Mac OS X 10.3 introdujo una serie de técnicas destinadas a evitar la fragmentación de archivos en HFS+. ^{[ 10 ]}

Con Mac OS X 10.4, Apple agregó soporte para registros de datos de atributos en línea, algo que había sido parte de la implementación de HFS Plus en Mac OS X desde al menos la versión 10.0 , pero siempre marcado como "reservado para uso futuro". ^{[ 11 ]} Hasta el lanzamiento de Mac OS X Server 10.4 , HFS Plus solo admitía los permisos estándar del sistema de archivos UNIX ; sin embargo, la versión 10.4 introdujo soporte para seguridad de archivos basada en listas de control de acceso , que proporciona un mecanismo más completo para definir permisos de archivos y también está diseñado para ser totalmente compatible con los modelos de permisos de archivos en otras plataformas como Microsoft Windows XP y Windows Server 2003. ^{[ 12 ]}

En Mac OS X Leopard 10.5, se añadió la creación de enlaces duros a directorios como parte fundamental de Time Machine.

En Mac OS X Snow Leopard 10.6, se agregó la compresión HFS+ usando Deflate (Zlib). En el código abierto y algunas otras áreas, esto se conoce como AppleFSCompression o decmpfs. Los datos comprimidos pueden almacenarse en un atributo extendido o en la bifurcación de recursos. Cuando se utilizan API que no son de Apple, AppleFSCompression no siempre es completamente transparente. ^{[ 13 ]} OS X 10.9 introdujo dos nuevos algoritmos: LZVN (libFastCompression) y LZFSE .

En Mac OS X Lion 10.7, se añadió al sistema operativo el cifrado de volumen lógico (conocido como FileVault 2 ). Esta incorporación no modificó en absoluto la estructura lógica del sistema de archivos. El gestor de volúmenes lógicos de Apple se denomina Core Storage y su cifrado a nivel de volumen puede aplicarse a sistemas de archivos distintos de HFS Plus. Con el hardware adecuado, tanto el cifrado como el descifrado deberían ser transparentes.

macOS 28, cuyo lanzamiento está previsto para 2027, eliminará la compatibilidad con unidades HFS+ cifradas. ^{[ 14 ]}

Los volúmenes HFS Plus se dividen en sectores (llamados bloques lógicos en HFS), que suelen tener un tamaño de 512 bytes. Estos sectores se agrupan en bloques de asignación que pueden contener uno o más sectores; el número de bloques de asignación depende del tamaño total del volumen. HFS Plus utiliza un valor mayor para direccionar los bloques de asignación que HFS, 32 bits en lugar de 16 bits; esto significa que puede acceder a 4.294.967.296 (= 2³² ⁾ bloques de asignación en lugar de los 65.536 (= 2¹⁶ ⁾ bloques de asignación disponibles para HFS. ^{[ 2 ]} Cuando los discos eran pequeños, esto tenía poca importancia, pero a medida que se dispuso de unidades de mayor capacidad, significó que la cantidad mínima de espacio que cualquier archivo podía ocupar (un solo bloque de asignación) se volvió excesivamente grande, desperdiciando cantidades significativas de espacio. Por ejemplo, en un disco de 1 GB, el tamaño del bloque de asignación en HFS es de 16 KB, por lo que incluso un archivo de 1 byte ocuparía 16 KB de espacio en disco. Como resultado, el sistema HFS Plus mejora considerablemente la utilización del espacio en discos de mayor capacidad.

Los nombres de archivos y carpetas en HFS Plus también se codifican en UTF-16 ^{[ 15 ]} y se normalizan a un formato muy similar al de la Forma de Normalización D (NFD) de Unicode ^{[ 16 ]} (lo que significa que los caracteres precompuestos como "å" se descomponen en el nombre de archivo HFS+ y, por lo tanto, cuentan como dos unidades de código ^{[ 17 ]} y UTF-16 implica que los caracteres que no pertenecen al Plano Multilingüe Básico también cuentan como dos unidades de código en un nombre de archivo HFS+). HFS Plus permite nombres de archivo de hasta 255 unidades de código UTF-16 de longitud.

Anteriormente, los volúmenes HFS Plus estaban integrados en un sistema de archivos estándar HFS. Esto se eliminó gradualmente con la transición de Tiger a las Mac Intel, donde el sistema de archivos HFS Plus no estaba integrado en un contenedor. El contenedor se diseñó con dos propósitos: permitía que las computadoras Macintosh sin soporte para HFS Plus en su ROM arrancaran volúmenes HFS Plus y también estaba diseñado para ayudar a los usuarios a migrar a HFS Plus al incluir un volumen HFS mínimo con un archivo de solo lectura llamado Where_have_all_my_files_gone?, que explicaba a los usuarios con versiones de Mac OS 8.0 y anteriores sin HFS Plus que el volumen requería un sistema con soporte para HFS Plus. El volumen HFS original contiene una firma y un desplazamiento al volumen HFS Plus integrado dentro de su encabezado de volumen. Todos los bloques de asignación en el volumen HFS que contienen el volumen integrado se mapean fuera del archivo de asignación HFS como bloques defectuosos . ^{[ 2 ]}

Cabe destacar que HFS Plus, entre los sistemas de archivos utilizados para sistemas Unix, no admite archivos dispersos .

Hay nueve estructuras que componen un volumen típico de HFS Plus: ^{[ 2 ]}

1. Los sectores 0 y 1 del volumen son bloques de arranque HFS . Estos son idénticos a los bloques de arranque en un volumen HFS. Son parte del contenedor HFS. ^{[ 18 ]}
2. El sector 2 contiene el encabezado del volumen , equivalente al bloque de directorio maestro en un volumen HFS. El encabezado del volumen almacena una gran variedad de datos sobre el volumen, como el tamaño de los bloques de asignación, una marca de tiempo que indica la fecha de creación del volumen o la ubicación de otras estructuras del volumen, como el archivo de catálogo o el archivo de desbordamiento de extensiones. El encabezado del volumen siempre se encuentra en la misma ubicación.
3. El archivo de asignación registra qué bloques de asignación están libres y cuáles están en uso. Es similar al mapa de bits de volumen en HFS, donde cada bloque de asignación se representa con un bit. Un cero indica que el bloque está libre y un uno que está en uso. La principal diferencia con el mapa de bits de volumen de HFS es que el archivo de asignación se almacena como un archivo normal; no ocupa un espacio reservado especial cerca del inicio del volumen. El archivo de asignación también puede cambiar de tamaño y no tiene por qué almacenarse de forma contigua dentro de un volumen.
4. El archivo de catálogo es un árbol B que contiene registros de todos los archivos y directorios almacenados en el volumen. El archivo de catálogo HFS Plus es muy similar al archivo de catálogo HFS ; la principal diferencia radica en que los registros son más grandes para permitir más campos y que estos campos sean más grandes (por ejemplo, para admitir nombres de archivo Unicode de 255 caracteres en HFS Plus). Un registro en el archivo de catálogo HFS tiene un tamaño de 512 bytes; un registro en el archivo de catálogo HFS Plus tiene un tamaño de 4  KB en macOS clásico y de 8  KB en macOS . Los campos en HFS tienen un tamaño fijo, mientras que en HFS Plus el tamaño puede variar según el tamaño real de los datos que almacenan.
5. El archivo de desbordamiento de extensiones es otro árbol B que registra los bloques de asignación asignados a cada archivo como extensiones. Cada registro de archivo en el archivo de catálogo puede registrar ocho extensiones por cada bifurcación de un archivo; una vez utilizadas, se registran extensiones adicionales en el archivo de desbordamiento de extensiones. Los bloques defectuosos también se registran como extensiones en este archivo. El tamaño predeterminado de un registro de extensión en macOS clásico es de 1 KB y de 4 KB en macOS.
6. El archivo de atributos es un nuevo árbol B en HFS Plus que no tiene una estructura equivalente en HFS. Este archivo puede almacenar tres tipos diferentes de registros de 4 KB: registros de atributos de datos en línea , registros de atributos de datos bifurcados y registros de atributos de extensión . Los registros de atributos de datos en línea almacenan atributos pequeños que caben dentro del propio registro. Los registros de atributos de datos bifurcados contienen referencias a un máximo de ocho extensiones que pueden contener atributos más grandes. Los atributos de extensión se utilizan para ampliar un registro de atributo de datos bifurcado cuando sus ocho registros de extensión ya están en uso.
7. El archivo de inicio está diseñado para sistemas que no son Mac OS y que carecen de compatibilidad con HFS o HFS Plus. Es similar a los bloques de arranque de un volumen HFS.
8. El penúltimo sector contiene el encabezado de volumen alternativo (AVH) , equivalente al bloque de directorio maestro alternativo (AMB) del sistema de archivos HFS. Este es el penúltimo sector del disco, no del volumen; si el disco es mayor que el volumen, el AVH quedará fuera del rango del sistema de archivos.
9. El último sector del volumen está reservado para uso de Apple. Se utiliza durante el proceso de fabricación de ordenadores. ^{[ 2 ]}

HFS Plus carece de varias características consideradas esenciales en sistemas de archivos modernos como ZFS y NTFS . ^{[ 19 ]} Las sumas de verificación de datos son la característica faltante que se cita con mayor frecuencia. ^{[ 20 ]}

Además de la verificación de suma de comprobación, las características de los sistemas de archivos modernos de las que carece HFS+ incluyen:

• marcas de tiempo de nanosegundos ^{[ 20 ]}
• acceso concurrente (es decir, más de un proceso puede acceder al sistema de archivos al mismo tiempo) ^{[ 20 ]}
• captura de instantáneas ^{[ 20 ]}
• Apoyo para fechas posteriores al 6 de febrero de 2040 ^{[ 21 ]}
• Soporte para archivos dispersos ^{[ 20 ]}
• una mejor implementación de enlaces duros (en otros sistemas de archivos, estos suelen ser múltiples entradas de directorio que apuntan a los mismos bloques de datos; los enlaces duros en macOS se implementan como archivos pequeños que se almacenan en un directorio oculto especial) ^{[ 20 ]}

HFS Plus no fue diseñado para sistemas tipo Unix , por lo que características como los permisos del sistema de archivos y los enlaces duros tuvieron que ser adaptadas posteriormente cuando Apple pasó a Mac OS X. ^{[ 20 ]}

Una fuente afirma claramente que HFS Plus no admite TRIM en SSD , ^{[ 22 ]} lo que limita el rendimiento y aumenta el desgaste, ^{[ 23 ]} pero otra dice que para el almacenamiento externo solo depende de si el SSD tiene una interfaz NVMe y/o si la función se ha habilitado explícitamente. ^{[ 24 ]}

• Comparación de sistemas de archivos
• Sistema de archivos de Apple : reemplazó a HFS+ en 2017.

• hfsexplorer – Explorador de código abierto para MS-Windows® escrito en Java, con soporte para HFS, HFS+ y HFSX.
• Nota técnica 1150 de Apple (versión anterior) : formato de volumen HFS Plus.
• Nota técnica 1189 de Apple sobre controladores de disco monstruosos
• hfsdebug Archivado el 25/07/2009 en Wayback Machine : un depurador para volúmenes HFS Plus por Amit Singh
• hfsprogs : herramientas de soporte en espacio de usuario para sistemas de archivos HFS+ en sistemas Linux (adaptadas de las herramientas nativas de Apple).
• iBored : un editor y visor de discos compatible con HFS Plus.
• MacDrive : un producto comercial para leer, escribir y crear volúmenes HFS+ y APFS en Windows.
• HFSleuth : una herramienta gratuita de línea de comandos que permite inspeccionar volúmenes HFS+/HFSX e imágenes de disco (DMG) para macOS y Linux.
• Mac OS X 10.7 Lion: la reseña de Ars Technica – Una crítica a este sistema de archivos