AUTOR: ALEKSANDAR VUKOVIĆ 27/1999 SEMINARSKI RAD IZ OPERATIVNIH SISTEMA TEMA: FAJL SISTEMI U LINUX-U AUTOR: ALEKSANDAR VUKOVIĆ 27/1999

Fajl sistemi u Linux-u Virtual File System (VFS) Berkeley Software Distributions (BSD) Second extended file system (ext2fs) Process file system (Proc)

Virtuelni Fajl Sistem (VFS) Linux VFS je dizajniran na objektno orijentisanim principima.Osnovni tipovi objekata u VFS-u su: inoda,fajl i fajl sistem. Svaki objekat sadrži pointer na funkcijsku tabelu.VFS izvodi operacije na nekom objektu tako što poziva odgovarajuću funkciju u funkcijskoj tabeli tog objekta.

Fajl sistem BSD ORGANIZACIJA PODATAKA NA DISKU Podaci na disku su organizovani u blokove.U fajl sistemu BSD se koriste dvije veličine za blokove: 8 KB (blokovi u užem smislu) i 1KB (fragmenti).Svrha ovakvog pristupa je smanjenje interne fragmentacije. Blokovi se grupišu u grupe blokova ili klastere,koji odgovaraju grupama cilindara na hard disku.Time se postiže povećanje brzine rada i efikasnosti,ali i interne fragmentacije.

Koncept inoda U UNIX-u i Linux-u fajl se predstavlja pomoću indeksnog bloka ili inode.Inoda sadrži identifikatore fajla (user/group),vrijeme posljednjeg pristupa i modifikacije,tip fajla i 15 pointera.Prvih 12 su pointeri na direktne blokove,a ostali se odnose na indirektne blokove.

Šematski prikaz UNIX-inode i nivoa indirekcije

Direktorijumi Sadržaj direktorijuma se čuva u data-blokovima,na isti način kao i sadržaj običnih fajlova.U BSD fajl sistemu fajl je sekvenca bajtova.Ime fajla može sadržati do 255 karaktera. Korisnik pristupa fajlu navodeći put,a fajl sistem koristi inodu kao sopstvenu definiciju fajla.Sistem prvo određuje startni direktorijum.Ako je prvi karakter u imenu puta ”/” startni direktorijum je root-direktorijum.Inače,startni direktorijum je tekući direktorijum tekućeg procesa. Fajl sistem u startnom direktorijumu traži fajl sa datim imenom i vraća inodu fajla.Ako ne postoji fajl sa datim imenom ili ako je pristup fajlu zabranjen,sistem javlja grešku.

Tipična struktura direktorijuma u UNIX-u

Fajl sistem ext2fs Fajl sistem extfs je razvijen za operativni sistem Minix.Sistem ext2fs je nastao redizajniranjem extfs,i to je standardni on-disk fajl sistem koji koristi Linux. Mehanizmi lociranja blokova podataka koji pripadaju nekom fajlu i čuvanja data-blok pointera kod ext2fs su slični kao kod fajl sistema BSD. Osnovna razlika između BSD i ext2fs je postupak alokacije diska.Kod ext2fs kompletna alokacija se vrši u manjim jedinicama.Standardni kapacitet blokova je 1 KB,a podržani su i kapaciteti 2 KB i 4 KB. Blokovi podataka su organizovani u grupe blokova koje ne moraju odgovarati grupama cilindara na hard disku.

Mehanizam alokacije diska U postupku alokacije,fajl sistem ext2fs prvo selektuje grupu blokova za dati fajl.Nastoji se da se odabere ista grupa u kojoj je alocirana inoda fajla i da alokacije unutar grupe budu fizički povezane. Kada se alociraju prvi blokovi za novi fajl,traženje slobodnog bloka počinje od početka grupe.Kada se produžava postojeći fajl,traženje se nastavlja od bloka koji je fajlu posljednji alociran.

Alokacija blokova Prilikom alokacije blokova,fajl sistem ext2fs koristi bit-vektor,gdje je svaki blok predstavljen jednim bitom.Ako je blok alociran,bit je 1;inače je 0. Traženje slobodnih blokova se odvija u dvije faze,radi poboljšanja performansi sistema.

Fajl sistem Proc Procesni fajl sistem je primjer fajl sistema čiji sadržaj se nigdje ne čuva,već se dobija po potrebi,npr.na korisnički I/O zahtjev. Kod Proc fajl sistema sub-direktorijumi ne odgovaraju direktorijumu na nekom disku,nego aktivnom procesu.Ime procesnog direktorijuma je ASCII decimalna reprezentacija procesnog identifikatora (PID). Fajl sistem Proc je u Linux-u proširen dodavanjem ekstra direktorijuma i tekstualnih fajlova u root-direktorijum.Ovi dodaci se odnose na različite statistike vezane za kernel i drajvere.