（如何）删除 Linux 和 FAT 文件系统上打开的文件？

Question

我很清楚在使用 inode 的文件系统上删除打开的文件是如何工作的 - unlink() 只是将链接计数减少到零，并且当文件的最后一个文件句柄关闭时，inode 将被删除。

但是，在 Linux 中使用不使用 inode 的文件系统（如 FAT32）时，它是如何工作的？

一些实验表明删除打开的文件仍然是可能的（不像在 Windows 上，unlink 调用不会成功），但是当文件系统被不干净地卸载时会发生什么？

当文件系统本身不支持这样的操作时，Linux 如何将文件标记为未链接？是刚刚删除的目录项，还保留在内存中吗（无论如何都保证卸载后删除，但会使文件系统处于不一致的状态），还是只在内存中标记删除，并在删除时写入关闭最后一个文件句柄，避免可能的损坏，但在不干净的卸载后恢复已删除的文件？

Answer 1

您的假设是正确的，虽然所有目录条目在调用 unlink() 后立即被删除，但物理上构成文件的实际块仅在没有任何东西再使用 inode 时才会在磁盘上清除。（我说“目录条目”是因为在 vfat 中，一个文件实际上可以有多个目录条目，这取决于 vfat 的长文件名支持的实现方式。）

在这种情况下，我所说的inode是指 Linux 内核用于处理文件的内存结构。即使文件系统不是“基于索引节点”，它也会被使用。对于 vfat，inode 只是由磁盘上的一些块支持。

查看Linux内核源代码，我们看到vfat_unlink实现了unlink()vfat的系统调用，大致执行以下操作（为了说明而极其简化）：

static int vfat_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry)
{
        fat_remove_entries(dir, &sinfo);
        clear_nlink(inode);
}

那么发生的事情是：

1. fat_remove_entries只需删除其目录中文件的条目即可。
2. clear_nlink将索引节点的链接计数设置为0，这意味着没有文件（即没有目录条目）再指向该索引节点。

请注意，此时，索引节点及其物理表示都没有以任何方式受到影响（除了减少的链接计数），因此它仍然愉快地存在于内存和磁盘中，就好像什么也没发生一样！

（顺便说一句，值得注意的是，vfat_unlink总是将链接计数设置为0，而不是仅仅使用 来减少它drop_link。这应该提醒您 FAT 文件系统不支持硬链接！并且进一步表明 FAT 本身不知道任何硬链接。单独的索引节点概念。）

现在让我们看看当 inode 被驱逐时会发生什么。evict_inode当我们不再需要内存中的 inode 时调用。最早，这当然只能在没有进程再持有该 inode 的任何打开文件描述符时发生（但理论上也可能在以后发生）。FAT 实现evict_inode看起来（再次简化）如下：

static void fat_evict_inode(struct inode *inode)
{
        truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
        if (!inode->i_nlink) {
                inode->i_size = 0;
                fat_truncate_blocks(inode, 0);
        }
        invalidate_inode_buffers(inode);
        clear_inode(inode);
}

神奇的事情就发生在 -clause 中if：如果 inode 的链接计数为 0，则意味着没有目录条目实际指向它。因此，我们将其大小设置为 0，并将其实际截断为 0 字节，这实际上是通过清除其组成的块来将其从磁盘中删除。

因此，您在实验中遇到的损坏很容易解释：正如您所怀疑的那样，目录条目已被删除（由vfat_unlink），但由于 inode 尚未被逐出，因此实际块仍然未受影响，并且仍然存在在 FAT（文件分配表的缩写）中标记为已使用。fsck.vfat然而，检测到不再有指向这些块的目录条目，抱怨并修复它。

顺便说一句，CHKDSK不仅会通过将这些块标记为空闲来清除这些块，还会在根目录中创建指向每个链中第一个块的新文件，其名称类似于FILE0001.CHK.