Целостность файловой системы

В результате файловых операций блоки диска могут считываться в память, модифицироваться и затем записываться на диск, при этом многие файловые операции затрагивают сразу несколько объектов файловой системы. Если, вследствие непредсказуемого останова системы, на диске будут сохранены изменения только для части этих объектов (нарушена атомарность файловой операции), то произойдет нарушение логики работы с данными.

В современных ОС предусмотрены меры, которые позволяют свести к минимуму ущерб от порчи файловой системы и, затем, восстановить ее целостность.

Для правильного функционирования файловой системы, значимость отдельных данных неравноценна. Искажение содержимого пользовательских файлов не приводит к серьезным (с точки зрения целостности файловой системы) последствиям, тогда как несоответствия в файлах, содержащих управляющую информацию (директории, индексные узлы, суперблок и т.п.), могут быть катастрофическими. Поэтому должен быть тщательно продуман порядок совершения операций со структурами данных файловой системы. Средством поддержки целостности является способ реализации файловой операции в виде транзакции, примерно как, как это делается в СУБД. Последовательность действий с объектами во время файловой операции протоколируется, и, если произошел останов системы, то, имея в наличии протокол, можно осуществить откат системы назад в исходное целостное состояние, в котором она пребывала до начала операции.

Если же нарушение все же произошло, то для устранения проблемы несовместимости можно прибегнуть к утилитам (fsck, chkdsk, scandisk и др.), которые проверяют целостность файловой системы. Они могут запускаться после загрузки или после сбоя и осуществляют многократное сканирование разнообразных структур данных файловой системы в поисках противоречий.

Возможны также эвристические проверки. Например, нахождение индексного узла, номер, которого превышает их число на диске или нахождение в пользовательских директориях файлов принадлежащих суперпользователю.