Элементы файловой системы
Файловая система каждого из разделов диска состоит из нескольких структурных элементов. Это суперблок, таблица индексных дескрипторов, блоки описания файлов, блоки, содержащие списки управления доступом к файлам (ACL - Access Control Lists), каталоги и собственно файлы.
Термин "файловая система" в литературе используется для обозначения трех разных понятий:
- Во-первых, файловая система - это набор правил и конструкций, описывающих то, как сохраняются файлы на диске. В этом смысле мы употребляем, например, выражение "файловая система FAT32", и "файловая система" здесь тождественна понятию "тип файловой системы".
- Во-вторых, файловая система - это совокупность всех файлов, хранимых в компьютере.
- В-третьих (и это значение термина характерно именно для UNIX-систем) файловая система - это совокупность всех файлов на разделе диска или устройстве.
В этой книге мы будем говорить о файловых системах во всех трех смыслах, и там, где из контекста неясно, что именно имеется в виду, будем отдельно оговаривать, в каком смысле мы употребляем это выражение.
Файловая система UFS содержит четыре основных компонента с управляющей информацией: загрузочный блок, суперблок, таблицу индексных дескрипторов (i-node table) и каталоги. Кроме того, в Solaris (начиная с версии 2.5, с 1995 года1)) в файловой системе хранятся списки управления доступом (ACL). Хранение списков ACL обеспечивают так называемые теневые индексные дескрипторы (shadow inodes).
В System V каждый раздел жесткого диска форматируется (размечается) для размещения на нем файловой системы UNIX, в BSD - один раздел жесткого диска разбивается на подразделы, каждый из которых форматируется. Мы называем "разделом UNIX" такой размеченный в формате файловой системы UNIX раздел или подраздел.
Загрузочный блок (boot block) - это, как правило, часть метки диска (disk label). В загрузочном блоке записана маленькая программа, которая при старте системы загружает ядро ОС с диска в оперативную память. Загрузочный блок располагается в первом секторе диска. Загрузочный блок имеет смысл только для первого раздела жесткого диска, однако место для него резервируется в каждом разделе.
Суперблок содержит общую информацию о файловой системе как совокупности файлов на данном разделе жесткого диска, в частности, размере раздела UNIX, числе свободных и занятых блоков и индексных дескрипторов, флаге целостности файловой системы. Этот флаг устанавливается при успешном завершении работы с файловой системой, например, при корректной остановке операционной системы. В случае, если компьютер выключили рубильником, не дождавшись корректной остановки системы, при следующем старте системы программа fsck автоматически начнет проверку дисков и выдаст сообщение "clean flag is not set in superblock". Копии суперблока записываются в нескольких блоках внутри каждого раздела для большей надежности. В файловой системе UFS записывается по одной копии суперблока на каждую группу цилиндров. Если выяснится, что оригинал суперблока в начале раздела поврежден, будет использована копия суперблока.
Таблица индексных дескрипторов (i-node table) содержит дескрипторы файлов. Дескриптор файла содержит сведения о типе файла, размещении файла на диске, правах доступа к нему, UID владельца файла, GID группы файла, время последнего доступа к файлу, время последней модификации файла, время последней модификации самого индексного дескриптора. Подробнее структура таблицы индексных дескрипторов рассмотрена в подразделе "Таблица индексных дескрипторов: детали".
Размер индексного дескриптора фиксирован и составляет в Solaris в UFS 128 байт.
Размер таблицы индексных дескрипторов фиксирован и задается при создании файловой системы на разделе. Программе mkfs (и, соответственно, newfs) можно явно указать требуемое количество байт данных, которые должны приходиться на один индексный дескриптор, что определит количество индексных дескрипторов на разделе. Например, если раздел состоит из 1000000 байт, и число байт на дескриптор составляет 1000, то будет создано 1000 индексных дескрипторов.
