文件系统检查工具—fsck 研究

当文件系统中有很多 inode 存在的时候(即很多文件),有可能会有几个 inode corrupt。
文件系统中的 inode 链表是从 inode2 开始顺序被检查的(inode0 标记没有用过的 inode,inode1
用来将来的扩展),直到文件系统中的最后一个 inode。Inode 的状态检查包括:format and type,
link count, duplicated blocks, bad blocks, and inode size。
每个 inode 都有一个 mode word,它描述了 inode 的 type 和 state。Inode 必须处于六种类
型之一:普通 inode,目录 inode,symbolink inode,special block inode,special character inode,
或者是 socket inode。
Indoe 有三种 allocation 状态:unallocated,allocated 和不属于前两种情况的情况。在第
三种状态的 inode 就是不正确的 inode,当 inodes 链表被写入坏的数据的时候,inode 有可能
进入这种状态。唯一可能修复的方法是 fsck 清空这个 inode(在链表中删除之)。
4. inode links
连接数是计算每一个 inode 与其相连的目录项的数目。fsck 从文件系统的 root 目录开始
检查每一个 inode 的连接数,并沿着目录树依次查找。每个 inode 的实际 link count 在遍历的
时候计算得到。
如果存储的 link count 非 0,而计算的 link count 为 0,则此 inode 没有对应的目录项。这
种情况下,fsck 将把这个对应的文件放入 lost+fount 目录中。如果存储的 link count 与实际
计算所得的值非 0 且不相等,那么可能是 inode 的 link count 在有一个目录加入或删除的时
候没有被相应更新。这种情况下,fsck 会用计算得到的值更新存储的值。
每个 inode 都包含一个列表或者是列表的指针,上面记录着这个 inode 所使用的数据块。
因为 inode 是这些列表的拥有者,因此,当这些列表存在不一致的情况时,就直接影响到拥
有它的 inode。
Fsck 会将一个 inode 声明的 block number 与列表中已经分配的 block number 比较。如果
另一个 inode 已经声明了一个 block number,那么这个 block number 就被加入到一个 duplicate
block 链表中。否则,已分配的 block list 中会将这个 block number 加入。
对任何 duplicate blocks,fsck 将会遍历 inode list 找到拥有 duplicated block 的 inode。一般
而言,拥有最早修改时间的 inode 坏掉的可能性比较大,需要被 clear。如果是这种情况,fsck
将执行操作,clear 这两个 inodes。操作必须决定,哪个该留,哪个该 clear。
Fsck 检查每个 inode 声明的 block number 的范围,如果 block number 比文件系统中第一
个数据块的块号低,或者比文件系统中的最后一个数据块的块号大,则称为 bad block
number。一个 inode 中许多的 bad blocks 经常是由于一个 indirect block 没有被写入到文件系
统中,发生这种情况的前提是由于有硬件异常的产生。如果一个 inode 含有 bad block
numbers,fsck 会将其 clear。
5. inode data size
每个 inode 包含一定数量的 data blocks。实际 data block 的数量是所有 allocated data blocks
和 indirect blocks 的总和。Fsck 计算实际的 data blocks 的数量,并与 inode 所记录的数值进
行比较。如果两者不一致,fsck 会进行修正。
每个 inode 包含了一个 32 位的 size 域。这个数是 inode 对应的文件所含有的字节数。这
个 size 域的一致性检查是通过计算与 inode 对应的最大数量的 blocks 数,与实际 inode 保存
的数值比较。
6. checking the data with an inode
一个 inode 可以直接或间接的 reference 三种类型的 data blocks。所有的 referenced blocks
必须是同种类型。这三种类型是:plain data blocks, symbolic link data blocks 和 directory data
blocks。Plain data blocks 包含文件中保存的信息。symbolic link data blocks 包含一个 link 中