Linux API. Исчерпывающее руководство полностью

В случае с файловой системой ext2 картина немного сложнее, чем описанная выше. После блока начальной загрузки файловая система разбита на группы блоков одинакового размера. Каждая группа блоков содержит копию суперблока, информацию о параметрах группы блоков, а также таблицу индексных дескрипторов и блоки данных для этой группы блоков. За счет хранения всех блоков какого-либо файла внутри одной группы блоков файловая система ext2 стремится сократить время поиска при последовательном доступе к файлу. Дополнительную информацию см. в файле исходного программного кода Linux Documentation/filesystems/ext2.txt, в исходном коде программы dumpe2fs, которая является частью пакета e2fsprogs, а также в работе [Bovet & Cesati, 2005].

Таблица индексных дескрипторов файловой системы содержит по одному индексному дескриптору на каждый файл, расположенный в данной файловой системе. Индексные дескрипторы идентифицируются с помощью номеров в порядке их следования в таблице индексных дескрипторов. Номер индексного дескриптора (или индексный номер) файла — это первое поле, которое выводит команда ls — li. Информация, которую хранит индексный дескриптор, включает в себя следующее.

• Тип файла (то есть обычный файл, каталог, символическая ссылка, символьное устройство).

• Владелец (называется также идентификатором пользователя или UID) данного файла.

• Группа (называется также идентификатором группы или GID) для данного файла.

• Права доступа для трех категорий пользователей: владельца (иногда называемого пользователем), группы и остальных (всего остального мира). Подробности см. в разделе 15.4.

• Три метки времени: время последнего доступа к файлу (отображается с помощью команды ls — lu), время последнего изменения файла (это время по умолчанию отображает команда ls — l), а также время последнего изменения статуса (последнего изменения информации индексного дескриптора, отображается с помощью команды ls — lc). Следует отметить, что, подобно другим реализациям UNIX, в большинстве файловых систем Linux не записывается время создания файла.

• Количество жестких ссылок на файл.

• Размер файла в байтах.

• Количество блоков, фактически отведенных для данного файла; за единицу измерения принят блок размером 512 байт. Соответствие между этим числом и размером файла в байтах может быть непростым, поскольку файл способен содержать дыры (см. раздел 4.7), и поэтому для него потребуется меньше выделенных блоков, чем можно было бы ожидать, исходя из его номинального размера в байтах.

• Указатели на блоки данных для этого файла.

Индексные дескрипторы и указатели на блоки данных в файловой системе ext2

Подобно большинству файловых систем UNIX, файловая система ext2 не хранит блоки данных какого-либо файла рядом друг с другом или в порядке их следования (но все же пытается размещать их близко друг к другу). Для локализации блоков данных файла ядро хранит набор указателей в индексном дескрипторе. Система, которая используется для этого в файловой системе ext2, показана на рис. 14.2.

За счет избавления от необходимости смежного хранения блоков удается добиться более эффективного использования пространства в файловой системе. При этом, в частности, снижается степень фрагментации свободного дискового пространства — потерь, которые вызваны наличием многочисленных несмежных фрагментов свободного пространства, которые слишком малы для того, чтобы их использовать. Если выразиться иначе, то можно сказать, что за преимущество эффективного использования свободного дискового пространства приходится расплачиваться фрагментацией файлов на занятом пространстве диска.

В файловой системе ext2 каждый индексный дескриптор содержит 15 указателей. Первые 12 из них (на рис. 14.2 они пронумерованы от 0 до 11) указывают на положение первых 12 блоков файла в файловой системе. Следующий указатель — это указатель на блок указателей, который сообщает расположение 13-го и последующих блоков данных файла. Количество указателей в этом блоке зависит от размера блока в данной файловой системе. Для каждого указателя необходимо 4 байта, и поэтому всего может быть от 256 (для блока размером 1024 байта) до 1024 указателей (для блока размером 4096 байт). Это позволяет использовать довольно большие файлы. Для файлов большего размера 14-й указатель (отмечен на схеме числом 13) является двойным косвенным указателем — он указывает на блок указателей, которые, в свою очередь, указывают на блоки указателей, указывающие на блоки данных файла. А если когда-либо возникнет необходимость в действительно огромном файле, то существует следующий уровень: последний указатель в индексном дескрипторе является тройным косвенным указателем.