A6. Файлова система через FUSE

просунутийспирається на модуль 15

Мета

Щоб остаточно зрозуміти, що ім’я файлу лежить у каталозі, а не в inode, найкраще реалізувати обидві структури самому. Після цього жорсткі посилання перестають бути дивиною: це просто другий запис у каталозі з тим самим номером.

FUSE дає змогу зробити все це в режимі користувача (модуль 15), тож помилка завершить вашу програму, а не систему.

Що має вийти

./mkfs.myfs disk.img 64M     # створити порожню ФС у файлі
./myfs disk.img /mnt/my      # змонтувати
fusermount3 -u /mnt/my       # відмонтувати

Усередині мають працювати mkdir, touch, echo > file, cat, ls -l, ln, rm, stat.

Формат на диску

Мінімальний, але справжній:

Ділянка	Що містить
Суперблок	сигнатура, розмір блока, кількість inode і блоків, зміщення решти ділянок
Бітова карта inode	по біту на inode: зайнятий чи ні
Бітова карта блоків	по біту на блок даних
Таблиця inode	тип, права, розмір, лічильник посилань, часи, вказівники на блоки
Блоки даних	вміст файлів і записи каталогів

Каталог — звичайний файл, вміст якого є послідовністю записів «довжина імені, номер inode, ім’я».

Етапи

mkfs. Створити образ, записати суперблок, обнулити бітові карти, створити кореневий каталог із записами . і ...
Монтування й читання. Реалізувати getattr, readdir, open, read. На цьому етапі ФС уже видно в ls, хоч записувати ще не можна.

getattr — найважливіша операція: без неї не працює нічого, і саме на ній зазвичай застрягають.
Запис. create, write, truncate, unlink. Тут з’являється робота з бітовою картою блоків і зростання файлу.
Каталоги. mkdir, rmdir. rmdir має відмовляти на непорожньому каталозі — перевірте, що ваша перевірка не рахує . і ...
Жорсткі посилання. link збільшує лічильник, unlink зменшує; inode звільняється лише на нулі.

Обов’язкова перевірка: створити файл, зробити на нього посилання, видалити оригінал, прочитати за другим іменем. Дані мають бути на місці.
Стійкість до перезапуску. Відмонтуйте, змонтуйте знову, переконайтеся, що все на місці. Якщо ні — ви щось тримали лише в пам’яті.

Автоперевірка

Перевірка лежить в архіві з файлами курсу, і команди нижче виконуються з розпакованого каталогу.

cd labs/a6-filesystem
./check.sh ./myfs ./mkfs.myfs

Скрипт створює образ, монтує його у тимчасовий каталог, проганяє сценарії з файлами, каталогами й посиланнями, відмонтовує й монтує знову, щоб перевірити збереження стану.

Часті помилки

Жорсткі посилання «не працюють», хоча код правильний. Найдорожча пастка цієї роботи, і вона не у вашому коді. За замовчуванням libfuse підставляє власні номери inode замість тих, що ви повертаєте з getattr, і кешує атрибути на секунду. Тому stat показує два різні inode для двох імен одного файлу й застарілий nlink.

Лікується обробником init:

static void *fs_init(struct fuse_conn_info *conn, struct fuse_config *cfg) {
    cfg->use_ino = 1;        // брати st_ino з нашого getattr
    cfg->attr_timeout = 0;   // не кешувати атрибути
    cfg->entry_timeout = 0;
    return NULL;
}

Кеш можна лишити ввімкненим у готовій ФС — але поки ви її налагоджуєте, він приховує половину помилок.

getattr повертає неправильний розмір. Тоді cat читає зайве або обрізає файл. Розмір беруть з inode, а не з кількості блоків.

Каталог не має . і ... На них розраховує чимало утиліт, тож ls почне поводитися дивно.

Блоки не звільняються. Місце тікатиме при кожному видаленні. Перевірити просто: створіть і видаліть файл сто разів, а потім подивіться на вільні блоки.

Немає перевірки меж. Ім’я, довше за максимальне, або запис за межу файлу зіпсують сусідні структури. Це та сама помилка, що й у A4, тільки на диску.

Далі, якщо цікаво

Додати непрямі блоки й подивитися, як зростає максимальний розмір файлу (модуль 15). Або журнал — і перевірити, що ФС переживає обрив на середині запису.