Czy system plików może stać się niespójny, jeśli zostanie przerwany podczas przenoszenia pliku?

Mam dwa foldery na tej samej partycji (EXT2). Jeśli mv folder1/file folder2wystąpią pewne przerwy (np. Awaria zasilania), czy system plików może kiedykolwiek być niespójny?

Czy mvoperacja nie jest atomowa?

Aktualizacja: Do tej pory na IRC miałem następujące perspektywy:

1. jest atomowy, więc niespójności nie mogą się zdarzyć
2. najpierw kopiujesz wpis dir w nowym dir, a następnie usuwasz wpis z poprzedniego dir, więc możesz mieć niekonsekwencję, aby dwukrotnie odwoływać się do pliku, ale liczba odwołań wynosi 1
3. najpierw usuwa wskaźnik, a następnie kopiuje wskaźnik, więc niespójność polega na tym, że plik ma odniesienie 0

Czy ktoś może to wyjaśnić?

Najpierw rozwińmy niektóre mity.

jest atomowy, więc niespójności nie mogą się zdarzyć

Przenoszenie pliku w tym samym systemie plików (tj. rename) Wywołanie systemowe ma charakter atomowy w stosunku do środowiska oprogramowania. Atomowość oznacza, że ​​każdy proces, który szuka pliku, zobaczy go w swojej starej lub nowej lokalizacji; żaden proces nie będzie w stanie zaobserwować, że plik ma inną liczbę linków lub że plik jest obecny w katalogu źródłowym po tym, jak jest obecny w katalogu docelowym, lub że plik jest nieobecny w katalogu docelowym po nieobecności w źródłowym informator.

Jednak jeśli system ulegnie awarii z powodu błędu, błędu dysku lub utraty zasilania, nie ma gwarancji, że system plików pozostanie w spójnym stanie, nie mówiąc już o tym, że przeniesienie nie zostało w połowie wykonane. Linux zasadniczo nie oferuje gwarancji atomowości w odniesieniu do zdarzeń sprzętowych.

najpierw kopiujesz wpis dir w nowym dir, a następnie usuwasz wpis z poprzedniego dir, więc możesz mieć niekonsekwencję, aby dwukrotnie odwoływać się do pliku, ale liczba odwołań wynosi 1

Odnosi się to do konkretnej techniki wdrażania. Są inni.

Zdarza się, że ext2 w Linuksie (od jądra 3.16) używa tej szczególnej techniki. Nie oznacza to jednak, że zawartość dysku przechodzi przez sekwencję [stara lokalizacja] → [obie lokalizacje] → [nowa lokalizacja], ponieważ dwie operacje (dodanie nowej pozycji, usunięcie starej pozycji) nie są atomowe na poziomie sprzętowym : możliwe jest przerwanie jednego z nich, pozostawiając system plików w niespójnym stanie. (Mam nadzieję, że fsck to naprawi.) Ponadto warstwa blokowa może zmieniać kolejność zapisów, więc pierwsza połowa może zostać zapisana na dysku tuż przed awarią, a druga połowa nie zostałaby wykonana.

Liczba referencyjna nigdy nie będzie różna od 1, dopóki system nie ulegnie awarii (patrz wyżej), ale ta gwarancja nie obejmuje awarii systemu.

najpierw usuwa wskaźnik, a następnie kopiuje wskaźnik, więc niespójność polega na tym, że plik ma odniesienie 0

Ponownie odnosi się to do konkretnej techniki implementacji. Nie można zaobserwować wiszącego pliku, jeśli system nie ulegnie awarii, ale jest to możliwa konsekwencja awarii systemu, przynajmniej w niektórych konfiguracjach.

Zgodnie z postem na blogu Aleksandra Larssona , ext2 nie daje gwarancji spójności w przypadku awarii systemu, ale ext3 działa w tym data=orderedtrybie. (Pamiętaj, że ten post na blogu nie dotyczy renamesamego siebie, ale połączenia kombinacji do pliku i wywołania renametego pliku).

Theodore Ts'o, główny autor systemów plików ext2, ext3 i ext4, napisał post na blogu na ten sam temat . Ten post na blogu omawia atomowość (tylko w odniesieniu do środowiska oprogramowania) i trwałość (która jest atomicznością w odniesieniu do awarii oraz gwarancja zaangażowania, tj. Wiedza o tym, że operacja została wykonana). Niestety nie mogę znaleźć informacji o atomowości w odniesieniu do samych awarii. Jednak gwarancje trwałości podane dla ext4 wymagają, że renamejest atomowy. Dokumentacja jądra dla ext4 stwierdza, że ​​ext4 z auto_da_allocopcją (która jest domyślna w nowoczesnych jądrach), a także ext4, zapewnia gwarancję trwałości, writepo której następujerename, co oznacza, że renamejest to atomowe w odniesieniu do awarii sprzętu.

W przypadku Btrfs, a, renamektóra zastępuje istniejący plik, ma gwarancję atomowości w odniesieniu do awarii, ale taka rename, która nie zastępuje pliku, może spowodować, że żaden plik lub oba pliki nie będą istnieć.

Podsumowując, odpowiedź na twoje pytanie jest taka, że ​​nie tylko przenosi plik nie atomowy w odniesieniu do awarii na ext2, ale nawet nie ma gwarancji, że pozostawi plik w spójnym stanie (chociaż awarie, fsckktórych nie można naprawić, są rzadkie) - właściwie nic nie jest, dlatego wymyślono lepsze systemy plików. Ext3, ext4 i btrfs dają ograniczone gwarancje.

Operacja zmiany nazwy jest bardzo szybka w każdym systemie plików, więc nie jest prawdopodobne, aby została przerwana, ale w klasycznym systemie plików z pewnością może zostać przerwana - jeśli najpierw utworzy łącze docelowe, może pozostawić dwa łącza w pliku - co jest legalne, ale plik uważa, że ma tylko jeden, co może powodować problemy, jeśli plik zostanie później usunięty. Z drugiej strony, jeśli najpierw usunie link źródłowy, plik może zostać utracony. Uruchomienie fsck zwykle wykryje i poprawi oba warunki, chociaż jeśli plik zostanie utracony, zostanie umieszczony w katalogu „lost + found” o dowolnej nazwie, a nie w pożądanej lokalizacji - a jeśli ma dwa łącza, liczba linków po prostu zostać zaktualizowane, więc plik będzie istniał w dwóch lokalizacjach, jeśli system plików obsługuje to.

Jeśli potrzebujesz systemu plików, aby był odporny na awarie zasilania, powinieneś użyć systemu plików kronikowania , takiego jak NTFS, EXT3 lub XFS. Większość współczesnych systemów domyślnie korzysta z systemu plików kronikowania, choć należy pamiętać, że FAT nie jest systemem plików kronikowania, jeśli jest używany do dysków zewnętrznych.

System plików kronikowania korzysta z systemu „podwójnego wpisu” - zapisuje w pliku kroniki fakt, że zamierza go przenieść, a następnie wykonuje ruch. Gdy system plików zostanie sprawdzony przy starcie, jeśli został przerwany, zauważy, że przenoszenie nie zostało ukończone, a następnie powtórz je.

Istnieją dwa rodzaje systemów plików kronikowania - kronikowanie metadanych i kronikowanie pełne. Kronikowanie metadanych oznacza, że ​​nie śledzi zmian w zawartości pliku w systemie kronikowania (więc możesz stracić zawartość, jeśli piszesz do pliku), ale nadal będzie śledzić ważne informacje o systemie plików, takie jak zawartość katalogu , właściwości pliku itp.

Kiedy ludzie mówią, że operacja zmiany nazwy ma charakter atomowy, mają na myśli, że nie można tego zaobserwować w trakcie przejścia przez inny proces w systemie i nie można go w połowie dokończyć, np. Przez przerwanie samego mvpolecenia ^C. Fizyczny proces zapisu do każdego katalogu, w którym przestrzeń dyskowa może znajdować się w bardzo różnych lokalizacjach na dysku, nie może być prawdziwie atomową operacją na poziomie sprzętowym.

Dla kompletności zwrócę uwagę, że istnieją również incydentalne operacje We / Wy związane ze zmianą nazwy oprócz tworzenia nowego łącza w katalogu docelowym i usuwania go w starym - aktualizowanie mtime obu katalogów, ewentualnie przedłużanie rozmiar alokacji katalogu docelowego, zmiana ..linku i liczby linków do katalogów nadrzędnych, jeśli plik jest katalogiem. Nie jestem również pewien, czy dotyczy to samego pliku.

To pytanie zostało zadane w nieco inny sposób na Super User. Strona Wikipedii na temat mvpolecenia również wyjaśnia to całkiem dobrze:

Przenoszenie plików w tym samym systemie plików jest zasadniczo realizowane inaczej niż kopiowanie pliku, a następnie usuwanie oryginału. Na platformach, które nie obsługują zmiany nazwy syscall, nowy link jest dodawany do nowego katalogu, a oryginalny usuwany. Dane pliku nie są dostępne.

Linux ma nazwę syscall i dlatego zmieni nazwę pliku na operację atomową, tj. Nieprzerwaną. Więc nie, system plików nie może stać się niespójny w opisanej sytuacji.