ファイルシステムと inode
- ファイルシステムにより、ブロックデバイスのファイル管理を構造的に取り扱える
- ファイルはブロックの集まりに名前をつけたものにすぎない
- 一般的には木構造でファイル/ディレクトリを取り扱う
- ファイルシステムにより、ブロックデバイスの仕様を知らなくてもファイルにアクセスできたり、権限管理ができたりする
- inode はファイルシステムオブジェクトのメタデータを保持するデータ構造
ext4 の inode を使い果たす
- ext4 は最初に inode 1 つあたりのデータのバイト数を指定して作る（bytes-per-inode）
- 空のファイルを大量に作ると inode が枯渇して楽しい（？）
- Let's get started!
$ # inode の空きを確認 $ df -i Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on devtmpfs 124891 456 124435 1% /dev tmpfs 127132 1 127131 1% /dev/shm /dev/xvda1 524288 37453 486835 8% / /dev/xvdf 65536 11 65525 1% /mnt/f $ $ # ファイルをたくさん作る $ for i in `seq 0 65535`; do sudo touch /mnt/f/files/$i; done & [1] 17473 $ $ # inode が使われていく様を観察してると楽しい（ホンマか？） $ watch -d -n 1 df -i Every 1.0s: df -i Sat Apr 14 06:36:02 2018 Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on devtmpfs 124891 456 124435 1% /dev tmpfs 127132 1 127131 1% /dev/shm /dev/xvda1 524288 37453 486835 8% / /dev/xvdf 65536 14017 51519 22% /mnt/f $ $ # ご臨終した様子 $ df -i Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on devtmpfs 124891 456 124435 1% /dev tmpfs 127132 1 127131 1% /dev/shm /dev/xvda1 524288 37453 486835 8% / /dev/xvdf 65536 65536 0 100% /mnt/f
- この状態でファイルを作ろうとすると
No space left on deviceなるエラーがでる- とはいえディスクのスペース自体は空いてる
$ sudo touch /mnt/f/new_file! touch: cannot touch ‘/mnt/f/new_file!’: No space left on device $ $ # No space left on device と出るがディスクのスペース自体は余裕がある $ df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on devtmpfs 488M 64K 488M 1% /dev tmpfs 497M 0 497M 0% /dev/shm /dev/xvda1 7.8G 1.1G 6.6G 15% / /dev/xvdf 976M 2.7M 907M 1% /mnt/f
mkfs 時に bytes-per-inode を変更する
- 小さなファイルを大量に作る予定があるのなら bytes-per-inode を指定してファイルシステムを作ると良い
- Be warned that it is not possible to change this ratio on a filesystem after it is created
-i bytes-per-inode Specify the bytes/inode ratio. mke2fs creates an inode for every bytes-per-inode bytes of space on the disk. The larger the bytes-per-inode ratio, the fewer inodes will be created. This value generally shouldn't be smaller than the blocksize of the filesystem, since in that case more inodes would be made than can ever be used. Be warned that it is not possible to change this ratio on a filesystem after it is created, so be careful deciding the correct value for this parameter. Note that resizing a filesystem changes the numer of inodes to maintain this ratio. （man mke2fs より引用）
- bytes-per-inode のデフォルトは
/etc/mke2fs.confに書いてある bytes-per-inode = 1024で作ってみると IFree が1048565となった
$ sudo mke2fs -i 1024 -t ext4 /dev/xvdf mke2fs 1.42.12 (29-Aug-2014) /dev/xvdf contains a ext4 file system last mounted on /mnt/f on Sat Apr 14 07:09:06 2018 Proceed anyway? (y,n) y Creating filesystem with 262144 4k blocks and 1048576 inodes Filesystem UUID: bfccd16e-e6e4-4500-8277-7c87bb30715d Superblock backups stored on blocks: 8384, 25152, 41920, 58688, 75456, 209600, 226368 Allocating group tables: done Writing inode tables: done Creating journal (8192 blocks): done Writing superblocks and filesystem accounting information: done $ sudo mount /dev/xvdf /mnt/f $ df -i Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on devtmpfs 124891 456 124435 1% /dev tmpfs 127132 1 127131 1% /dev/shm /dev/xvda1 524288 37453 486835 8% / /dev/xvdb 524288 195265 329023 38% /mnt/b /dev/xvdf 1048576 11 1048565 1% /mnt/f
そもそも inode にはどんな情報が載っているのか
lsの-iオプションで inode 番号を表示できる
$ ls -li total 16 11 drwx------ 2 root root 16384 Apr 14 07:16 lost+found $ for i in `seq 1 5`; do sudo touch $i; done $ ls -li total 16 12 -rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 14 07:25 1 13 -rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 14 07:25 2 14 -rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 14 07:25 3 15 -rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 14 07:25 4 16 -rw-r--r-- 1 root root 0 Apr 14 07:25 5 11 drwx------ 2 root root 16384 Apr 14 07:16 lost+found
statコマンドで inode の情報を垣間見ることができる- 単に
inode構造体見ればよい - 基本的には以下の情報を持つ
- file size
- file type
- file permissions
- pointers to data block
- creation, modification, access times
- link count
$ stat ./1 File: ‘./1’ Size: 0 Blocks: 0 IO Block: 4096 regular empty file Device: ca50h/51792d Inode: 12 Links: 1 Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root) Access: 2018-04-14 07:25:49.017079827 +0000 Modify: 2018-04-14 07:25:49.017079827 +0000 Change: 2018-04-14 07:25:49.017079827 +0000 Birth: - $ $ stat ./ File: ‘./’ Size: 4096 Blocks: 8 IO Block: 4096 directory Device: ca50h/51792d Inode: 2 Links: 4 Access: (0755/drwxr-xr-x) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root) Access: 2018-04-14 07:25:51.933144558 +0000 Modify: 2018-04-14 07:29:27.926104696 +0000 Change: 2018-04-14 07:29:27.926104696 +0000 Birth: -
debugfs を使って inode に対応するファイルパス一覧を表示する
debugfsを使うと inode にリンクされているパスの一覧を表示できる- ファイルを
openしたプロセスがいるままunlinkを行うと、そのプロセスがファイルディスクリプタを解放するまでファイルにアクセスが可能ではあるが、そのときに inode に対応するパスが存在しない状態になる
- ファイルを
$ sudo su - # cat /mnt/f/test hello, world! # ls -i /mnt/f/test 19 /mnt/f/test # debugfs debugfs 1.42.12 (29-Aug-2014) debugfs: open /dev/xvdf debugfs: ncheck 19 Inode Pathname 19 //test
参考図書
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