Восстановление ФС после сбоя

Чаще всего суперблок неустойчивых ФС содержит флаг durty («грязный»), сигнализирующий о том, что ФС, возможно, нуждается в восстановлении. Этот флаг сбрасывается при нормальном размонтировании ФС и устанавливается при ее монтировании или при модификации после монтирования. Таким образом, если ОС погибла, не успев размонтировать свои дисковые тома, после перезагрузки на этих томах durty-флаг будет установлен, что и станет сигналом необходимости починки.

Восстановление состоит в том, что система проверяет пространство, выделенное всем файлам. При этом должны выполняться следующие требования:

1. Каждая запись в каталоге должна иметь правильный формат и содержать осмысленные данные. Например, если запись помечена как свободная, она не должна ссылаться на данные, помеченные как принадлежащие файлу, или на инод. Не во всех ФС можно обнаружить ошибки такого типа.
2. Каждый блок или кластер диска должен принадлежать не более, чем одному файлу. Блоки, принадлежащие одновременно двум или более файлам, являются очень серьезной ошибкой. На практике это означает, что данные во всех этих файлах (в лучшем случае – во всех, кроме того, запись в который была последней) безнадежно испорчены. Чаще всего программа восстановления в этой ситуации требует вмешательства пользователя, с тем чтобы решить, какие из файлов следует удалить или обрезать по месту пересечения. Иногда для каждого из файлов создается копия «общего» блока, но и в этом случае пользователю все равно нужно определить, какие из файлов испорчены. Практически все ФС при выделении блока сначала удаляют его из списка свободных и лишь потом отдают файлу, поэтому при «обычных» сбоях перекрещивание файлов возникнуть может только как следствие отложенной записи в сочетании с сортировкой запросов. Возникновение таких ошибок обычно сигнализирует либо об ошибке в самом файловом менеджере, либо об аппаратных сбоях на диске, либо о том, что структуры ФС были модифицированы в обход файлового менеджера. Например, это может быть признаком вирусной активности.
3. Каждому файлу должно быть выделено пространство, соответствующее его длине. Если файлу выделено больше блоков, чем требуется, лишение блоки помечаются как свободные. Если меньше, файл укорачивается. Возможно, в укороченных файлах часть данных оказывается потеряна.
4. Все блоки, не принадлежащие файлам, должны быть помечены, как свободные. Соответствующий тип ошибок – потерянные блоки – наиболее частый результат системных сбоев как в файловой системе FAT, так и в более сложных файловых системах. Сами по себе ошибки этого типа относительно безобидны.

Обычно программа восстановления не помечает потерянные блоки как свободные, выделяет из них непрерывные цепочки и создает из этих цепочек файлы. В DOS эти файлы помещаются в корневой каталог ФС под именами FILEXXXX.CHK (вместо XXXX подставляется номер). Предполагается, что пользователь просматривает все такие файлы и определяет, не содержит ли какой-то из них ценной информации, например, конца насильственного укороченного файла.

В системах семейства Unix существует несколько специфических ошибок, связанных с инодами:

• Инод, внутренний счетчик ссылок которого не соответствует реальному количеству ссылок из каталогов. Эта проблема может возникать при системном сбое в момент удаления существовавшей связи или создания новой. Она решается коррекцией внутреннего счетчика инода. После этого можно обнаружить следующие две ошибки.
• Инод, не имеющий ни одной ссылки, но и не помеченный как свободный – сирота (orphan) Ссылка на такой инод создается в каталоге lost + found;
• Инод с ненулевым количеством ссылок из каталогов, но помеченный как свободный. Чаще всего это свидетельствует о порче самого каталога. Обычно ссылки на такой инод удаляются.