fsck.tex

   1 \documentclass{article}
   2 \usepackage[portuguese]{babel}
   3 \usepackage[utf8]{inputenc}
   4 \usepackage{indentfirst}
   5 \usepackage{listings}
   6
   7 \lstset{
   8     language=C,
   9     tabsize=2
  10 }
  11 \newcommand{\code}[1]{{\tt #1}}
  12
  13 \begin{document}
  14
  15 \title{
  16     \code{fsck.sofs09}%\\\bigskip
  17     %Programa para teste de consistência e correcção de erros de um sistema de
  18     %ficheiros SOFS09
  19 }
  20 \author{Cristóvão Cruz}
  21 \date{\today}
  22
  23 \maketitle
  24
  25 \section{Introdução}
  26
  27 Este projecto visa desenvolver um programa que detecte e, quando possível,
  28 corriga erros num sistema de ficheiros SOFS09.
  29
  30 \section{O sistema de ficheiros}
  31 O sistema de ficheiros SOFS09 é constituido por várias zonas que contêm
  32 informação dedicada à gestão do espaço em disco e uma zona de dados, todas elas
  33 contínuas.
  34
  35 Para gerir o espaço em disco existem as seguintes zonas:
  36 \begin{itemize}
  37     \item Superbloco: informação acerca da localização de todas as outras zonas;
  38     \item Tabela de clusters livres (FCT): tabela com os endereços de todos os
  39     \emph{clusters} livres. O seu tamanho tem que ser suficiente para armazenar
  40     tantos endereços como os \emph{clusters} da zona de dados;
  41     \item Tabela de associação \emph{clusters} --- nó-i (CIUT): indica qual o
  42     nó-i que está a utilizar cada \emph{cluster} da zona de dados. O seu tamanho
  43     é igual ao da FCT;
  44     \item Tabela de nós-i (IT): tabela onde estão localizados todos os nós-i do
  45     sistema de ficheiros. O seu tamanho é definido pelo utilizador aquando da
  46     criação do sistema de ficheiros;
  47 \end{itemize}
  48
  49 A zona de dados ocupa todo o espaço restante e está dividida em \emph{clusters},
  50 que são a unidade mínima de espaço que pode ser alocada neste sistema de
  51 ficheiros.
  52
  53 \section{A estrutura do programa}
  54
  55 O programa faz todos os testes que se encontrem no array testes, cujo conteúdo é
  56 o endereço das várias funções que implementam os testes. Estas funções devolvem
  57 um valor do tipo \code{testresult\_t}, cuja definição se segue:
  58 \begin{lstlisting}
  59 typedef enum {corrupt, weird, nice} testresult_t;
  60 \end{lstlisting}
  61
  62 Se o resultado de uma função for \code{corrupt}, a não ser que possa ser
  63 corrigido e o utilizador o peça explicitamente, o sistema de ficheiros é
  64 considerado corrupto e não são realizados mais testes. Se o resultado for
  65 \code{weird}, o utilizador é notificado com uma mensagem e o teste continua.
  66 \code{nice} indica que está tudo nos conformes. \textbf{De momento ainda não se encontra
  67 implementada a funcionalidade de correcção do sistema de ficheiros.}
  68
  69 O acesso ao superbloco é feito a partir da primitiva \code{fetch\_superblock} que
  70 coloca no argumento um endereço de memória onde se encontra armazenado o
  71 superbloco. Esta função não monitoriza alterações, assumindo que a informação é
  72 apenas para ser lida do superbloco e nunca escrita. Quando for necessário
  73 escrever informação no superbloco (para corrigir o sistema de ficheiros), será
  74 necessário alterar esta rotina.
  75 \begin{lstlisting}
  76 void fetch_superblock(SOSuperBlock **sb);
  77 \end{lstlisting}
  78
  79 Existem ainda várias tabelas. A \code{ictable} serve para armazenar informação
  80 acerca do estado de utilização dos nós-i. A \code{cctable} serve para armazenar
  81 informação acerca da utilização dos \emph{clusters} de dados. A \code{irtable}
  82 serve para armazenar o \code{refcount} real de cada nó-i. Para alocar e
  83 descartar as tabelas existem as primitivas \code{create} e \code{delete}. Todas
  84 as tabelas são acedidas a partir de primitivas internas e nunca directamente.  A
  85 primitiva \code{print}, disponível para a \code{cctable} e \code{itable} (sim,
  86 itable), apresenta as tabelas de forma a que o utilizador consiga perceber o
  87 estado do sistema de ficheiros. Os valores armazenados nas tabelas são do tipo
  88 \code{ic\_t} para a \code{ictable}, \code{cc\_t} para a \code{cctable} e
  89 \code{uint32\_t} para a \code{irtable}.  Inicialmente, todas as posições das
  90 tabelas \code{cctable} e \code{ictable} têm o valor \code{bah}. A \code{irtable}
  91 tem \code{0}.
  92 \begin{lstlisting}
  93 typedef enum{idle, busy, bah} ic_t;
  94 typedef enum{idle, busy, bah} cc_t;
  95
  96 void ictable_create(void);
  97 void ictable_free(void);
  98 void ictable_set(uint32_t index, ic_t value);
  99 void ictable_get(uint32_t index, ic_t *value);
 100
 101 void cctable_create(void);
 102 void cctable_free(void);
 103 void cctable_set(uint32_t index, cc_t value);
 104 void cctable_get(uint32_t index, cc_t *value);
 105 void cctable_print(void);
 106
 107 void irtable_create(void);
 108 void irtable_free(void);
 109 void irtable_inc(uint32_t index);
 110 void irtable_get(uint32_t index, uint32_t *value);
 111
 112 void itable_print(void);
 113 \end{lstlisting}
 114
 115 \section{O Superbloco}
 116 O primeiro passo da verificação de consistência do sistema de ficheiros é
 117 verificar se o superbloco está em condições. Só tendo um superbloco em condições
 118 poderemos passar a testes mais profundos. Alguns dos erros encontrados aqui têm
 119 salvação, mas a maior parte não, dado que são dados acertados aquando da
 120 formatação e uma inconsistência nestes revela um formatador defeituoso.
 121
 122 Todos os nomes de variáveis aqui usados estão documentados no código fonte do
 123 SOFS09.
 124
 125 São implementados os seguintes testes para analisar o superbloco:
 126 \begin{itemize}
 127     \item \code{test\_sbmagic}: verifica se estamos a lidar com um sistema de
 128     ficheiros do tipo SOFS09 olhando para o número "mágico".
 129     \begin{itemize}
 130         \item \code{corrupt}: o número mágico não está correcto.
 131         \item Solução: não tem.
 132     \end{itemize}
 133     \item \code{test\_sbname}: verifica se o nome do disco é uma \emph{string}
 134     válida, ou seja, se está devidamente terminada.
 135     \begin{itemize}
 136         \item \code{corrupt}: o nome não está terminado.
 137         \item Solução: não tem.
 138     \end{itemize}
 139     \item \code{test\_sbzones}: verifica se as várias zonas do sistema de
 140     ficheiros se encontram contíguas, se cabem no disco ou se são pequenas
 141     demais.
 142     \begin{itemize}
 143         \item \code{corrupt}: as zonas sobrepoem-se, excedem o tamanho do disco
 144         ou são pequenas demais.
 145         \item \code{weird}: as zonas não estão contíguas.
 146         \item Solução: não tem.
 147     \end{itemize}
 148     \item \code{test\_sbfctablesize}
 149     \item \code{test\_sbciutablesize}
 150     \item \code{test\_sbitotal}: estes três testes são semelhantes e verificam
 151     se os tamanhos das várias zonas são grandes o suficiente para um bom
 152     funcionamento do sistema de ficheiros.
 153     \begin{itemize}
 154         \item \code{corrupt}: pelo menos uma das zonas não é grande o
 155         suficiente.
 156         \item \code{weird}: as zonas são maiores do que o necessário.
 157         \item Solução: não tem.
 158     \end{itemize}
 159 \end{itemize}
 160
 161 \section{Os Nós-I}
 162
 163 Os nós-i podem estar livres ou conter informação relativa a um ficheiro, um
 164 \emph{link} ou uma pasta.
 165
 166 \begin{itemize}
 167     \item \code{test\_infree}: verifica se \code{ifree} corresponde ao número
 168     de nós-i que estão livres, percorrendo a lista de nós-i livres. Esta função
 169     preenche parte da \code{ictable}.
 170     \begin{itemize}
 171         \item \code{corrupt}: \code{ifree} está incorrecto, algum nó-i da lista
 172         não está marcado como livre ou a lista de nós-i livres fecha-se sobre si
 173         mesma.
 174         \item Solução: No primeiro caso, alterar o valor de \code{ifree} para
 175         concordar com a quantidade de nós-i que estão na lista biligada. No
 176         segundo caso, marcar o nó-i como livre. No último caso, não sei.
 177     \end{itemize}
 178     \item \code{test\_inused}: percorrer todas as entradas de directório e
 179     contar o número de vezes que cada nó-i é referenciado. Comparar depois com o
 180     valor de \code{refcount} de cada nó-i.
 181     \begin{itemize}
 182         \item \code{corrupt}: se forem encontradas discrepâncias.
 183         \item Solução: corrigir o \code{refcount} dos nós-i. Se estes não forem
 184         referenciados por nenhuma entrada de directório, libertar o nó-i e os
 185         \emph{clusters} detidos por ele.
 186     \end{itemize}
 187     \item \code{test\_inlost}: depois de corridos os testes \code{infree} e
 188     \code{inused} estamos em condições de saber se há nós-i perdidos recorrendo
 189     à \code{ictable}.
 190     \begin{itemize}
 191         \item \code{corrupt}: há nós-i perdidos.
 192         \item Solução: adiciona-los à IT.
 193     \end{itemize}
 194     \item \code{teste\_ininfo}: verifica se a informação de cada nó-i é
 195     consistente.
 196     \begin{itemize}
 197         \item \code{corrupt}: \code{refcount} é zero mas o nó-i não está
 198         livre...
 199         \item \code{weird}: permissões manhosas (007)...
 200         \item Solução: a estas horas já não sei é nada!!!
 201     \end{itemize}
 202 \end{itemize}
 203
 204 \section{Os Clusters}
 205
 206 Um cluster pode estar a ser utilizado por um ficheiro ou estar livre.
 207
 208 \begin{itemize}
 209     \item \code{test\_clusterfree}: verifica se \code{dzone\_free}
 210     corresponde ao número de posições ocupadas na FCT mais os \code{cache\_cnt}
 211     das \emph{caches}.
 212     \begin{itemize}
 213         \item \code{corrupt}: não corresponde
 214         \item Solução: alterar \code{dzone\_free} para corresponder ao número de
 215         posições ocupadas na FCT mais os \code{cache\_cnt} das \emph{caches}.
 216     \end{itemize}
 217     \item \code{test\_clusterused}: analisa onde estão referenciados os
 218     clusters percorrendo todos os nós-i em utilização e comparar essas
 219     referências com a CIUT.
 220     \begin{itemize}
 221         \item \code{corrupt}: um \emph{cluster} está associado a mais do que um
 222         nó-i, está referenciado mais do que uma vez na FCT ou está
 223         simultaneamente referenciado na FCT e associado a um ou mais nós-i. Pode
 224         também acontecer quando um \emph{cluster} tem uma entrada na CIUT
 225         diferente do nó-i a que está realmente associado.
 226         \item Solução: se um \emph{cluster} estiver associado a mais do que um
 227         nó-i, alocar tantos \emph{clusters} quantos os nós-i a que eles estão
 228         associados menos um, e colocar neles o conteúdo do nó-i "existente". Se
 229         o \emph{cluster} estiver simultaneamente na FCT removê-lo de lá. Se
 230         estiver várias vezes referênciado na FCT, removê-lo tantas vezes quantas
 231         aparecer a mais.
 232     \end{itemize}
 233     \item \code{test\_clusterlost}: depois de analisada a FCT e \emph{caches} e
 234     analisar quais os \emph{clusters} que estão a ser utilizados, estamos em
 235     condições de dizer se existem \emph{clusters} perdidos olhando para a
 236     \code{cctable}.
 237     \begin{itemize}
 238         \item \code{corrupt}: existem \emph{clusters} perdidos.
 239         \item Solução: adicionar os \emph{clusters} perdidos à tabela de
 240         \emph{clusters} livres.
 241     \end{itemize}
 242 \end{itemize}
 243
 244 \end{document}