2021-10 [prednáška] Obnova súborového systému po zlyhaní

Zhrnutie prednášky

Prednáška sa venuje problému konzistencie súborového systému pri náhlom výpadku napájania počas viackrokových operácií, ako je vytvorenie alebo zápis do súboru v XV6. Na príklade sekvencie zápisov (alokácia iNode, vytvorenie dir entry, aktualizácia veľkosti adresára, aktualizácia iNode súboru) sa ukazuje, že prerušenie po niektorom kroku môže spôsobiť rôzne dôsledky. Ak sa najprv alokuje iNode a proces zlyhá pred vytvorením dir entry, vznikne nedostupný, no stále alokovaný iNode, ktorý nemožno uvoľniť a postupne tak dochádza k vyčerpaniu voľných iNode. Pri opačnom poradí (najprv dir entry, potom alokácia iNode) hrozí vážnejší problém – vznik neúmyselného hardlinku a možná strata či prepísanie existujúcich dát iného súboru. Analogická situácia nastáva aj pri zápise dát, kde zlyhanie po alokácii dátového bloku v bitmape, no pred jeho prepojením na iNode, vedie k trvalo strateným (nedostupným) blokom disku.

• - Súborové operácie (napr. vytvorenie súboru) pozostávajú z viacerých krokov zápisu na disk, ktoré nie sú atomické.
• - Výpadok napájania medzi krokmi môže súborový systém dostať do nekonzistentného stavu.
• - Alokácia iNode bez následného vytvorenia dir entry vedie k nedostupnému, ale stále obsadenému iNode.
• - Opakované zlyhania takéhoto typu postupne vyčerpajú všetky voľné iNode v systéme.
• - Opačné poradie operácií (najprv dir entry, potom alokácia iNode) môže spôsobiť neúmyselný hardlink a prepísanie/stratu existujúcich dát.
• - Podobný problém nastáva pri zápise dát: alokácia bloku v bitmape bez prepojenia na iNode vedie k trvalo stratenému diskovému bloku.
• - Riešenie poradia operácií jeden problém rieši, ale môže spôsobiť iný, niekedy závažnejší problém.

Zhrnutie pripravené s pomocou AI z prepisu videa.