Алексей Стахнов - Linux

Индексные дескрипторы файлов

Индексные дескрипторы файлов содержат информацию о файлах группы блоков. Каждому файлу на диске соответствует один и только один индексный дескриптор файла, который идентифицируется своим порядковым номером – индексом файла. Отсюда следует, что число файлов, которые могут быть созданы в файловой системе, ограничено числом индексных дескрипторов. Структура индексного дескриптора файла приведена в приложении 1 (табл. П1.3).

Поле типа и прав доступа к файлу (i_mode) представляет собой слово, каждый бит которого служит флагом. Список флагов, описывающих тип и права доступа к файлу, приведен в приложении 1 (табл. П1.4).

Некоторые индексные дескрипторы используются файловой системой в специальных целях. Описание специальных индексных дескрипторов приведено в приложении 1 (табл. П1.5).

Каталог, по сути, является специальным файлом, содержимое которого состоит из записей определенной структуры. Структура записи в файле каталога приведена в приложении 1 (табл. П1.6).

Система адресации данных

Система адресации данных позволяет находить нужный файл среди блоков на диске. В Ext2 система адресации реализуется полем i_block индексного дескриптора файла.

Поле i_block в индексном дескрипторе файла представляет собой массив из 15 адресов блоков. Первые 12 адресов в этом массиве (EXT2 NDIR BLOCKS [12]) представляют собой прямые ссылки на номера блоков, в которых хранятся данные из файла. Следующий адрес в этом массиве является косвенной ссылкой (адресом блока), в котором хранится список адресов следующих блоков с данными из этого файла. Следующий адрес в поле i_block индексного дескриптора указывает на блок двойной косвенной адресации (double indirect block). Этот блок содержит список адресов блоков, которые, в свою очередь, содержат списки адресов следующих блоков данных того файла, который задается индексным дескриптором.

Последний адрес в поле i_block индексного дескриптора задает адрес блока тройной косвенной адресации, т. е. блока со списком адресов блоков, которые являются блоками двойной косвенной адресации.

Файловая система Ext2 при операциях ввода/вывода использует буферизацию данных. При считывании блока информации ядро выдает запрос операции ввода/вывода на несколько расположенных рядом блоков. Такие oneрации сильно ускоряют извлечение данных при последовательном считывании файлов.

При занесении данных в файл файловая система Ext2, записывая новый блок, заранее размещает рядом до 8 смежных блоков. Такой метод позволяет размещать файлы в смежных блоках, что ускоряет их чтение и дает возможность достичь высокой производительности системы.

Средства управления файловой системы служат для создания, модификации и коррекции любых искажений файловой структуры:

• mke2fs – применяется для установки дискового раздела, содержащего пустую файловую систему Ext2;

• tune2fs – используется для настройки параметров файловой системы;

• e2fsck – предназначена для устранения несоответствий в файловой системе;

• ext2ed – применяется для правки файловой системы;

• debugfs – предназначена для определения и установки состояния файловой системы.

Программа e2fsck спроектирована таким образом, что выполняет проверку с максимально возможной скоростью. В первом проходе e2fsck просматривает все индексные дескрипторы файловой системы и проверяет их как отдельные элементы системы. Также проверяются карты битов, указывающие использование блоков и дескрипторов.

Если e2fsck находит блоки данных, номера которых содержатся более чем в одном дескрипторе, то запускаются проходы с IB по 1D для устранения несоответствия: либо путем увеличения разделяемых блоков, либо удалением одного или более дескрипторов.

Во втором проходе производится проверка каталогов как отдельных элементов файловой системы. Блок каждого каталога проверяется отдельно, без ссылки на другие блоки каталогов. Для первого блока каталога в каждом дескрипторе каталога, проверяется существование записей "." (ссылка на себя) и ".." (ссылка на родительский каталог), и соответствие номера дескриптора для записи "." текущему каталогу.

В третьем проходе проверяются связи каталогов. Программа e2fsck проверяет пути каждого каталога по направлению к корневому. В этом же проходе проверяется запись ".." для каждого каталога. Все каталоги, не имеющие связи с корневым каталогом, помещаются в каталог /lost+found.