2.2 Краткий обзор внутреннего строения файловой системы UNIX

Для начала необходимо представление об общем устройстве операционной системы UNIX(Рис. 2)

Из рисунка видно, что совокупность обращений к операционной системе разделена на те обращения, которые взаимодействуют с подсистемой управления файлами, и те, которые взаимодействуют с подсистемой управления процессами. Файловая подсистема управляет файлами, размещает записи файлов, управляет свободным пространством, доступом к файлам и поиском данных для пользователей. Данная подсистема обращается к данным, которые хранятся в файле, используя буферный механизм, управляющий потоком данных между ядром и устройствами внешней памяти. Буферный механизм, взаимодействуя с драйверами устройств ввода-вывода блоками, инициирует передачу данных к ядру и обратно.

Другие компоненты схемы не притерпели изменений в результате перестройки ext2 в ext2_crypt, поэтому их описание в рамках данной курсовой работы опускается.

Пришло время описать способы хранения информации о файлах. Внутреннее представление файла описывается в индексе (inode), который содержит описание размещения информации файла на диске и другую информацию, такую как владелец файла, права доступа к файлу и время доступа. Каждый файл имеет один индекс.

Сама файловая система состоит из последовательности логических блоков длиной 512, 1024, 2048 или другого числа байт, кратного 512, в зависимости от реализации системы. Размер логического блока внутри одной файловой системы постоянен, но может варьироваться в разных файловых системах в данной конфигурации.

Файловая система имеет следующую структуру (Рис. 3):

• Блок загрузки располагается в начале пространства, отведенного под файловую систему, обычно в первом секторе, и содержит программу начальной загрузки, которая считывается в машину при загрузке или инициализации операционной системы. Хотя для запуска системы требуется только один блок загрузки, каждая файловая система имеет свой (пусть даже пустой) блок загрузки.
• Суперблок описывает состояние файловой системы - какого она размера, сколько файлов может в ней храниться, где располагается свободное пространство, доступное для файловой системы, и другая информация.
• Список индексов в файловой системе располагается вслед за суперблоком. Администраторы указывают размер списка индексов при генерации файловой системы. Ядро операционной системы обращается к индексам, используя указатели в списке индексов. Один из индексов является корневым индексом файловой системы: это индекс, по которому осуществляется доступ к структуре каталогов файловой системы после выполнения системной операции mount (монтировать).
• Информационные блоки располагаются сразу после списка индексов и содержат данные файлов и управляющие данные. Отдельно взятый информационный блок может принадлежать одному и только одному файлу в файловой системе.

Это небольшое введение во внутренюю структуру файловой системы UNIX, должно максимально упростить понимание принципов, которым следовали разработчики при создании новой файловой системы.