Linux для пользователя
Шрифт:
Размер описания группы блоков можно вычислить как
(размер_группы_блоков_в_ext2* число_групп) / размер_блока,
при необходимости округляем.
Информация, которая хранится в описании группы, используется для того, чтобы найти битовые карты блоков и индексных дескрипторов, а также таблицу индексных дескрипторов. Не забывайте, что блоки и группы блоков нумеруются, начиная с 1.
Битовая карта блоков (block bitmap) - это структура, каждый бит которой показывает, отведен ли соответствующий ему блок какому-либо файлу. Если бит равен 1, то блок занят. Эта карта служит для поиска свободных блоков в тех случаях, когда надо выделить место под файл, Битовая карта блоков занимает число блоков, равное (число_блоков_в_группе / 8) / размер_блока (при необходимости округляем).
Битовая карта индексных дескрипторов выполняет аналогичную функцию по отношению к таблице индексных дескрипторов: показывает, какие именно дескрипторы заняты.
Следующая область в структуре группы блоков служит для хранения таблицы индексных дескрипторов файлов. Структура самого индексного дескриптора подробнее рассматривается ниже
И, наконец, все оставшееся место в группе блоков отводится для хранения собственно файлов.
16.3. Индексные дескрипторы файлов
Каждому файлу на диске соответствует один и только один индексный дескриптор файла, который идентифицируется своим порядковым номером - индексом файла. Это означает, что число файлов, которые могут быть созданы в файловой системе, ограничено числом индексных дескрипторов, которое либо явно задается при создании файловой системы, либо вычисляется исходя из физического объема дискового раздела.
Строение индексного дескриптора файла приведено в табл. 16.4.
Таблица 16.4. Структура индексного дескриптора
| Название поля | Тип | Описание |
|---|---|---|
| i_mode | USHORT | Тип и права доступа к данному файлу |
| i_uid | USHORT | Идентификатор владельца файла (Owner Uid) |
| i_size | ULONG | Размер файла в байтах |
| i_atime | ULONG | Время последнего обращения к файлу (Access time) |
| i_ctime | ULONG | Время создания файла |
| i_mtime | ULONG | Время последней модификации файла |
| i_dtime | ULONG | Время удаления файла |
| i_gid | USHORT | Идентификатор группы (GID) |
| i_link_scount | USHORT | Счетчик числа связей (Links count) |
| i_blocks | ULONG | Число блоков, занимаемых файлом |
| i_flags | ULONG | Флаги файла (File flags) |
| i_reserved1 | ULONG | Зарезервировано для ОС |
| i_block | ULONG[15] | Указатели на блоки, в которых записаны данные файла (это поле подробно описано в разд. 16.4) |
| i_version | ULONG | Версия файла (для NFS) |
| i_file_acl | ULONG | ACL файла |
| i_dir_acl | ULONG | ACL каталога |
| i_faddr | ULONG | Адрес фрагмента (Fragment address) |
| i_frag | UCHAR | Номер фрагмента (Fragment number) |
| i_fsize | UCHAR | Размер фрагмента (Fragment size) |
| i_pad1 | USHORT | Заполнение |
| i_reserved2 | ULONG[2] | Зарезервировано |
Поле типа и прав доступа к файлу представляет собой двухбайтовое слово, каждый бит которого служит флагом, индицирующим отношение файла к определенному типу или установку одного конкретного права на файл.
Таблица 16.5. Структура поля, задающего тип и права доступа
| Идентификатор | Значение | Назначение флага (поля) |
|---|---|---|
| S_IFMT | F000 | Маска для типа файла |
| S_IFSOCK | A000 | Доменное гнездо (socket) |
| S_IFLNK | C000 | Символическая ссылка |
| S_IFREG | 8000 | Обычный (regular) файл |
| S_IFBLK | 6000 | Блок-ориентированное устройство |
| S_IFDIR | 4000 | Каталог |
| S_IFCHR | 2000 | Байт-ориентированное (символьное) устройство |
| S_IFIFO | 1000 | Именованный канал (fifo) |
| S_ISUID | 0800 | SUID - бит смены владельца |
| S_ISGID | 0400 | SGID - бит смены группы |
| S_ISVTX | 0200 | Бит сохранения задачи (sticky bit) |
| S_IRWXU | 01C0 | Маска прав владельца файла |
| S_IRUSR | 0100 | Право на чтение |
| S_IWUSR | 0080 | Право на запись |
| S_IXUSR | 0040 | Право на выполнение |
| S_IRWXG | 0038 | Маска прав группы |
| S_IRGRP | 0020 | Право на чтение |
| S_IWGRP | 0010 | Право на запись |
| S_IXGRP | 0008 | Право на выполнение |
| S_IRWXO | 0007 | Маска прав остальных пользователей |
| S_IROTH | 0004 | Право на чтение |
| S_IWOTH | 0002 | Право на запись |
| S_IXOTH | 0001 | Право на выполнение |
Среди индексных дескрипторов имеется несколько дескрипторов, которые зарезервированы для специальных целей и играют особую роль в файловой системе (табл. 16.6).
Таблица 16.6. Особые индексные дескрипторы
| Идентификатор | Значение | Описание |
|---|---|---|
| EXT2_BAD_INO | 1 | Индексный дескриптор, в котором перечислены адреса дефектных блоков на диске (Bad blocks inode) |
| EXT2_ROOT_INO | 2 | Индексный дескриптор корневого каталога файловой системы (Root inode) |
| EXT2_ACL_IDX_INO | 3 | ACL inode |
| EXT2_ACL_DATA_INO | 4 | ACL inode |
| EXT2_BOOT_LOADER_INO | 5 | Индексный дескриптор загрузчика (Boot loader inode) |
| EXT2_UNDEL_DIR_INO | 6 | Индексный дескриптор каталога для удаленных файлов (Undelete directory inode) |
| EXT2_FIRST_INO | 11 | Первый незарезервированный индексный дескриптор |
Самый важный дескриптор в этом списке - дескриптор корневого каталога. Этот дескриптор указывает на корневой каталог, который, подобно всем каталогам, представляет собой связанный список, состоящий из записей переменной длины. Каждая запись имеет следующую структуру (табл. 16.7):
Таблица 16.7. Структура дескриптора, описывающего корневой каталог
| Название поля | Тип | Описание |
|---|---|---|
| Inode | ULONG | Номер индексного дескриптора (индекс) файла |
| Rec_len | USHORT | Длина этой записи |
| Name_len | USHORT | Длина имени файла |
| Name | CHAR[0] | Имя файла |
Использование записей переменной длины позволяет использовать длинные имена файлов без пустой траты дискового пространства. Отдельная запись в каталоге не может пересекать границу блока (т. е. должна быть расположена целиком внутри одного блока). Поэтому, если очередная запись не помещается целиком в данном блоке, она переносится в следующий блок, а предыдущая запись продолжается таким образом, чтобы она заполнила блок до конца.
16.4. Система адресации данных
Система адресации данных - это одна из самых существенных составных частей файловой системы. Именно система адресации позволяет находить нужный файл среди множества как пустых, так и занятых блоков на диске. В ext2fs 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 (адреса) на номера блоков, в которых хранятся данные из файла. Следующий адрес в этом массиве (EXT2_IND_BLOCK) является косвенной ссылкой, т. е. адресом блока, в котором хранится список адресов следующих блоков с данными из этого файла. В этом блоке могут быть записаны адреса (размер_блока / размер_ULONG) блоков с данными файла.
Следующий адрес в поле i_block индексного дескриптора (EXT2_DIND_BLOCK) 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 данным индексным дескриптором.
И, наконец, последний адрес (EXT2_TIND_BLOCK) 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.