Адресация данных

Еще раз обратим внимание на временные отметки файла в листинге 12. Время удаления файла, датируемое 1970 годом, - не временной парадокс, а единая точка отсчета всех 4 временных отметок. Если она не указывает реальное время, значит факт удаления файла еще не состоялся.

Система адресации данных - это одна из самых существенных составных частей файловой системы. Всего в inode для целей адресации зарезервировано 15 полей по 4 байта. Номера первых 12 блоков хранятся непосредственно в inode; их еще иногда называют блоками с прямой адресацией (direct blocks). При размере логического блока 4 Кб таким образом можно создавать файлы размером до 4x12 = 48 Кб.

При большем объеме файла используется нелинейная система адресации данных. Очередное поле содержит адрес (номер) блока, в котором хранятся номера еще 256 блоков данных. Его называют блоком косвенной адресации (indirect block).

Если файл все же не помещается в пространство 256*4 + 48 = 1072 Кб, очередное поле inode указывает номер блока, в котором хранятся 256 номеров блоков косвенной адресации. Этот блок называют блоком двойной косвенной адресации (double indirect block). Наконец, если и этого пространства для размещения файла недостаточно, последнее поле адресует номер блока, в котором хранятся 256 номеров блоков двойной косвенной адресации. Его называют блоком тройной косвенной адресации (triply indirect block).

При логическом удалении файла и последующем использовании освободившихся блоков проще всего найти блоки прямой адресации (разумеется, если индексный дескриптор к этому времени не пострадал). Но если будет повторно использован один из блоков косвенной адресации, то все номера блоков, на которые он указывал, будут потеряны. Варианты восстановления данных в логически удаленных или поврежденных файлах будут рассмотрены ниже.

В листинге 13 приведены inode и фрагмент блока данных файла - сценария. Для этого файла был установлен дополнительный бит SUID, а также дополнительные атрибуты, предписывающие блокирование любых изменений файла, его автоматическое сжатие и декомпрессию при записи/чтении, а также гарантированное стирание блоков данных при удалении файла. Установка дополнительных атрибутов производилась командой:

chattr +ics file_name

Однако в распечатке inode дополнительные атрибуты не отображаются. Их можно увидеть лишь в соответствующих полях в таблице индексных дескрипторов. В этом нет ничего странного: операционные системы непрерывно развиваются и дополнительные атрибуты файлов появились несколько позже утилит, отображающих информацию о файлах.

INODE: 527744 (0x00080D80)

-rwsr-xr-x 0

0

69

Sat

: Apr

TYPE:

regular

file

LINKS:

1

MODEFLAGS.MODE:

010.4755

SIZE:

69

BLOCK COUNT:

8

UID:

00000

GID:

00000

ACCESS TIME:

Sat Apr

3

13

:19

:39

2004

CREATION TIME:

Sat Apr

3

13

:23

:24

2004

MODIFICATION TIME:

Sat Apr

3

13

:19

:39

2004

DELETION TIME:

Thu Jan

1

05

:00

:00

1970

DIRECT BLOCKS:

0x001024F9

3 13:19:39 2004

INDIRECT BLOCK: DOUBLE INDIRECT BLOCK: TRIPLE INDIRECT BLOCK:

Листинг 13. Информация о файле-сценарии

Блок данных файла-сценария

0x024F9000

64

64

20

69

66

3D

2F

64

0x024F9010

66

3D

2F

68

6F

6D

65

2F

0x024F9020

20

73

6B

69

70

3D

32

30

0x024F9030

30

30

20

63

6F

6E

76

3D

0x024F9040

73

79

6E

63

0A

00

00

00

0x024F9050

00

00

00

00

00

00

00

00

0x024F9060

00

00

00

00

00

00

00

00

0x024F9070

00

00

00

00

00

00

00

00

0x024F9080

00

00

00

00

00

00

00

00

Листинг 14.

Бл<

  1. 76 2F 66 64 30 20 6F dd if=/dev/fd0 о

  2. 6C 6F 70 70 79 5F 61 f=/home/floppy_a 20 63 6F 75 6E 74 3D 31 skip=20 count=l 6E 6F 65 72 72 6F 72 2C 00 conv=noerror,

00 00 00 00 00 00 00 00 sync

00 00 00 00 00 00 00 00

00 00 00 00 00 00 00 00

00 00 00 00 00 00 00 00

00 00 00 00 00 00 00 00

Осталось рассмотреть, где и как размещается третий компонент файла -его символьное имя. У каждого inode может быть 65536 «жестких» ссылок, т.е. символьных имен. Ассоциативные связи между именами файлов и их индексными дескрипторами устанавливаются с помощью записей в каталогах, которые представляют собой разновидность текстовых файлов. Рассмотрим, как выглядит листинг одного из каталогов. В листинге 15 представлен фрагмент распечатки расширенных сведений о файлах, находящихся в каталоге /bin.

131329

drwxr-xr-x

2

root

root

4096 Map

18

17:42

.

2

drwxr-xr-x

19

root

root

4096 Anp

6

12:53

. .

131559

-rwxr-xr-x

1

root

root

4594 Anp

25

2003

arch

131542

lrwxrwxrwx

1

root

root

4 Map

18

17:29

awk -> gawk

131509

-rwxr-xr-x

1

root

root

15643 Май

4

2003

basename

131333

-rwxr-xr-x

1

root

root

626028 Anp

26

2003

bash

131510

-rwxr-xr-x

1

root

root

19812 Май

4

2003

cat

131334

lrwxrwxrwx

1

root

root

131512

-rwxr-xr-x

1

root

root

131513

-rwxr-xr-x

1

root

root

131514

-rwxr-xr-x

1

root

root

131957

-rwxr-xr-x

1

root

root

131515

-rwxr-xr-x

1

root

root

131516

-rwxr-xr-x

1

root

root

131517

-rwxr-xr-x

1

root

root

131518

-rwxr-xr-x

1

root

root

131560

-rwxr-xr-x

1

root

root

131552

lrwxrwxrwx

1

root

root

4 Map 18 17:29 sh -> bash

23999

Май

4

2003

chmod

26124

Май

4

2003

chown

57792

Май

4

2003

ср

63871

Апр

29

2003

cpio

26305

Май

4

2003

cut

45838

Май

4

2003

date

35496

Май

4

2003

dd

38648

Май

4

2003

df

6537

Апр

25

2003

dmesg

8 Map 18 17:30 dnsdomainname ->

Листинг 15. Фрагмент каталога /bin, отображенный командой Is -ali /bin

В первой строке приведена запись о самом каталоге /bin (он обозначен точкой). Двумя точками обозначается родительский, в данном случае корневой каталог. Расширенная информация содержит индексные дескрипторы, тип файлов и права доступа к ним, количество жестких ссылок (имен) файлов, владельца и его группу, размер файла, дату и время его создания и, наконец, само имя файла. Каталог по сути представляет собой таблицу, каждая строка которой имеет переменную длину и состоит из 5 полей. >- Индексный дескриптор файла длиной 4 байта.

> Длина записи 2 байта.

>- Длина имени файла 1 байт.

>- Тип файла 1 байт. В отличие от соответствующего байта в индексном дескрипторе обычный файл здесь обозначается цифрой 1, каталог -2, символическая ссылка-7.

> Имя файла в ASCII-кодировке. Имя файла имеет переменную длину, допол
ненную нулями до 4 - байтной границы.

0x40203000

01

01

02

00

ОС

00

01

02 :

: 2Е

00

00

00

02

00

0x40203010

ОС

00

02

02

2Е

2Е

00

00 :

: 06

01

02

00

ОС

00

0x40203020

73

68

00

00

05

01

02

00 :

: ОС

00

04

01

62

61

0x40203030

В5

01

02

00

18

00

08

01 :

: 62

61

73

65

6Е

61

0x40203040

39

39

35

66

34

34

34

00 :

: 04

01

02

00

10

00

0x40203050

6D

6В

74

65

6D

70

00

00 :

: 03

01

02

00

10

00

0x40203060

62

61

73

68

32

00

00

00 :

: В2

01

02

00

10

00

0x40203070

65

67

72

65

70

00

00

00 :

: ВЗ

01

02

00

10

00

0x40203080

66

67

72

65

70

00

00

00 :

: В4

01

02

00

ОС

00

0x40203090

67

72

65

70

В7

01

02

00 :

: 14

00

05

01

63

68

0х402030А0

70

30

35

39

39

35

66

34 :

: В6

01

02

00

ОС

00

0х402030В0

63

61

74

00

Е0

01

02

00 :

: 18

00

0D

07

64

6Е

0х402030С0

6F

6D

61

69

6Е

6Е

61

6D :

: 65

66

34

00

В8

01

0x402030D0

10

00

05

01

63

68

6D

6F :

: 64

00

00

00

В9

01

0х402030Е0

10

00

05

01

63

68

6F

77 :

: 6Е

00

00

00

ВА

01

0x402030F0

ОС

00

02

01

63

70

00

00 :

: ВВ

01

02

00

ОС

00

00 00

02 07

73 68 sh bash

6D 65 basename

06 01 995f444

05 07 mktemp

05 01 bash2

05 01 egrep

04 01 fgrep

67 72 grep chgr

03 01 p05995f4

73 64 cat dnsd

02 00 omainnamef4

02 00 ....chmod

  1. 00 ....chown

  2. 01 cp

Листинг 16. Дамп блока данных, содержащего каталог /bin

В листинге 16 представлен фрагмент блока данных каталога /bin. Проанализируем информацию, содержащуюся в нескольких начальных записях.

Первые 4 байта записи 1 дают число 00 02 01 Olh = 131329, что совпадает с номером inode каталога /bin. Следующие два байта 00 OCh =12 определяют длину записи в байтах. Третье поле содержит байт Olh = 1, указывая на то, что имя каталога состоит из одного символа. Действительно, имя каталога обозначено одним символом - точкой. Четвертое поле - 02h = 2, указывает на то, что это - каталог. Точке, которой обозначено имя файла, соответствует байт 2Е. Оставшиеся три байта являются нулями и представляют собой дополнение до 4-байтной границы.

Запись 2 начинается 4-байтным числом 00 00 00 02h = 2, что является номером индексного дескриптора родительского (корневого) каталога. Длина этой записи также равна 00 OCh =12 байт. Третье поле - байт 02h - дает нам длину имени каталога (имя родительского каталога - две точки). Четвертое поле 02h -тип файла (каталог). Имя файла - две точки - соответствует двум байтам 2Е 2Eh. Еще два байта заполнения 00 00h завершают эту запись.

Индексный дескриптор файла в третьей записи 00 02 01 06h = 131334, что соответствует inode символической ссылки sh на командный интерпретатор bash (11 строка сверху в листинге 15). Имя этого файла тоже короткое, и длина записи по-прежнему составляет 12 байт. Третье поле - байт 02h определяет длину имени файла. Тип файла (четвертое поле) равен 07h, что соответствует символической ссылке. Наконец, байты 68 73h последнего поля соответствуют символам имени файла - sh. Приведенных примеров вполне достаточно, чтобы произвести разбор любой записи - хоть с ее начала, хоть с конца.

Как уже указывалось, большинство каталогов помещаются в один логический блок. Однако, если этого не хватает, система выделяет каталогу столько блоков, сколько необходимо. Отдельная запись в каталоге не может пересекать границу блока (то есть должна быть расположена целиком внутри одного блока). Поэтому, если очередная запись не помещается целиком в данном блоке, она переносится в следующий блок, а предыдущая запись продолжается нулями, чтобы они заполнили блок до конца.