искусственное дыхание

КРИС КАСПЕРСКИ АКА МЫЩЪХ

Спецвыпуск: Хакер, номер #069, стр. 069-054-2

Чтобы не увязнуть в болоте терминологических тонкостей, под UFS мы будем понимать основную файловую систему 4.5 BSD, а под UFS2 – основную файловую систему 5.х BSD.

[структура UFS.]

В начале диска расположен boot-сектор (на незагрузочных разделах он может быть пустым), а все остальное пространство поделено на несколько зон одинакового размера, называемых группами цилиндров (cylinder groups). Каждая группа цилиндров имеет свой суперблок (super-block), свою таблицу inode (Index-node) и свою группу блоков данных, совершенно независимую от всех остальных зон. Другим словами, inode описывает блоки данных той и только той зоны, к которой она принадлежит. Это увеличивает быстродействие файловой системы (головка жесткого диска совершает более короткие перемещения) и упрощает процедуру восстановления при значительном разрушении данных, поскольку, как показывает практика, обычно гибнет только первая группа inode. Чтобы погибли все группы... что же такого с жестким диском нужно сделать?! Под пресс положить, наверно.

Каждый блок, в свою очередь, разбит на несколько фрагментов фиксированного размера, предотвращающих потерю свободного пространства в хвостах файлов. Благодаря этому, использование блоков большого размера уже не кажется расточительной идей: напротив, это увеличивает производительность и уменьшает фрагментацию. Если файл использует более одного фрагмента в двух несмежных блоках, он автоматически перемещается на новое место, в наименее фрагментированный регион свободного пространства. Поэтому фрагментация в UFS очень мала или же совсем отсутствует, что существенно облегчает восстановление удаленных файлов и разрушенных данных.

Адресация ведется либо по физическим смещениям, измеряемым в байтах и отсчитываемым от начала группы цилиндров (реже — от UFS-раздела), либо по номерам фрагментов, отсчитываемым от тех же самых точек. Допустим, размер блока составляет 16 Кбайт, разбитых на 8 фрагментов. Тогда сектор 69 будет иметь смещение 512 х 69 = 35328 байт или 1024 x (16/8)/512 x 69 = 276 фрагментов.

В USF первый cуперблок располагается по смещению 8192 байт от конца загрузочного сектора, что соответствует 17-му сектору. В UFS2 он «переехал» на 65536 байт (129 секторов) от начала, освобождая место для дисковой метки и первичного загрузчика операционной системы. А для действительно больших (в исходных текстах — piggy, то есть «свинских») систем предусмотрена возможность перемещения суперблока по адресу 262144 байт (целых 513 секторов).

Вслед за суперблоком идут одна или несколько групп цилиндров, описываемых дескрипторами групп (group descriptors), карты свободного пространства (в просторечии — битмапы, block bitmap/inode bitmap) и таблицы inode. Для перестраховки копия суперблока дублируется в каждой группе. Загрузочный сектор не дублируется, но по соображениям унификации под него просто выделяется место. Таким образом, относительная адресация блоков в каждой группе остается неизменной.