Чтобы дополнить полезный вклад в мой вопрос, я провел собственное исследование. Поскольку часть результатов может представлять некоторый общий интерес, я суммирую их в этом ответе -.

Пожалуйста, обратите внимание :В соответствии с вопросом, все нижеследующее относится к e2fsckверсии 1.41.1 и относится к файловым системам Ext2 без журнала.Но общие термины также в некоторой степени применимы к современным версиям как программы, так и файловой системы.

Извлеченные уроки

Начнем с заголовков — обоснования ниже:

• Запустить e2fsckв локали C, например так:

  LC_ALL=C e2fsck...
  

  Таким образом, вы получаете сообщения на английском языке, что облегчает поиск конкретной помощи в сети.

• Будьте осторожны с параметром -y. :Он будет автоматически отвечать "да" на все подсказки e2fsck. И это не всегда будут вопросы типа «Исправить эту ошибку?», есть также вопросы с сутью «Удалить затронутый файл?».

• Тот факт, что e2fsckвнес некоторые изменения в файловую систему и вышел со статусом 1 (или 3 ), не означает, что были ошибки файловой системы (повреждения ).

• e2fsckручкиSIGINT(Ctrl -C ). Но я бы не стал прибегать к этому. (Личное мнение.)

Следующие пункты посвящены информации , которую вы получаете отe2fsck:

• Если вы хотите знать, какие ошибки, вероятно, содержит ваша файловая система и что e2fsckделает с этим, не используйте параметр -p(preen ).

• Интерактивный запуск e2fsck(, то есть запуск без параметров -n, -p, -a, -y), выводит больше сообщений об обнаруженных ошибках, чем только чтение -(-n)или предварительная обработка(-p)бежит делать. -a— это просто псевдоним -p. От прогонов «да»(-y)вы получаете в основном ту же информацию, что и от интерактивного прогона.

• Хотя вариант -nдовольно близок, он не дает точной пробной версии интерактивного варианта.

• Если вы не используете опцию -f, есть вероятность, что e2fsckпринудительно выполнит проверку самостоятельно. При этом он дает дополнительную информацию для обоснования своего решения. Пример:

  ... primary superblock features different from backup, check forced.
  

  Если вы не хотите пропустить это, начните без опции -f,использовать его только во второй попытке, если e2fsckотказывается от проверки, потому что файловая система выглядит чистой.

• Не забудьте посмотреть код выхода e2fsck, чтобы получить полную картину:echo $?.

Типы проверок

Интерактивный:Без использования опций -n, -p, -aи -y, e2fsckвыполняет интерактивную проверку файловой системы. Это означает, что он будет спрашивать вас на каждом шагу, что делать. Это дает вам максимальный контроль над процессом.

Предостережение :В зависимости от размера и состояния файловой системы это может довольно быстро стать утомительным. :Представьте, что вам нужно подтверждать исправление индекса за индексом. Такие сеансы могут длиться часами или даже хуже.

Кроме того, все может стать действительно пугающим, если вопросы будут развиваться в направлении, с которым вы не знакомы.

Прерывание:Если интерактивная проверка выходит из-под контроля таким образом, было бы неплохо знать, что e2fsckобрабатываетSIGINT(Ctrl -C ).

На самом деле есть обнадеживающие отчеты, например от MadHatter и от Криса . Но, как уже было сказано, я постараюсь избегайте таких прерываний.

Причина проста. :Проверка файловой системы — сложный процесс, исправление повреждений должно выполняться последовательным и последовательным образом, а обработка прерываний еще больше усложняет задачу. Как и любое сложное программное обеспечение, обработчики сигналов могут содержать ошибки. См., например, этот пост Андреаса Дилгера. Так зачем рисковать? Конечно, могут быть веские причины, но вес сам.

Только для чтения -:Если вы мало что знаете о состоянии работоспособности файловой системы, которую нужно проверить, рекомендуется сначала использовать e2fsckс параметром -n. Как мы увидим ниже, это не дает точного пробного прогона, но дает хорошее представление о том, чего можно ожидать от интерактивного прогона.

Очистка:e2fsckочищает файловую систему, если используется опция -p. man-страница e2fsck (8)звучит многообещающе:

This option will cause e2fsck to automatically fix any filesystem problems that can be safely fixed without human intervention.

Но это также означает, что он исправит только некоторые ошибки файловой системы. Из исходных текстов e2fsckвидно, что запуск -pостанавливается, как только обнаруживает ошибку, которую он не может безопасно обработать, оставляя все остальное последующим запускам, которые делают больше, чем просто чистку.

Кроме того, как сказано выше, -pдаст меньше информации об ошибках и их исправлениях.

Да:Запуск e2fsckс опцией -yдает тот же результат, что и интерактивный прогон, на все вопросы которого был дан ответ «да». О подводных камнях такого подхода уже говорилось выше.

Ожидайте:Как я узнал из этого раздела " Ext2fs Undelete of Directory Structures mini -HOWTO ", можно автоматически отвечать на вопросы e2fsck с помощью более тонкая детализация с помощью программы Expect . Там используется следующий скрипт-оболочка для e2fsck:

#!/usr/bin/expect -f
set timeout -1
spawn /sbin/e2fsck -f $argv
expect {
    "Clear<y>? " { send "n" ; exp_continue }
    "<y>? "      { send "y" ; exp_continue }
}

На все вопросы, в которых используется подсказка «Очистить?», будет автоматически отображаться «n», а на все остальные — «y». Обратитесь к документации Expect за подробностями. См. этот вопрос от Wrothgarr для другого примера использования expect for e2fsck.

Для уточнения :Я не рекомендую слепо использовать эти скрипты. Они просто упоминаются здесь в «образовательных целях».

Для тех, кто хочет воспользоваться этой идеей и адаптировать ее к своим потребностям. :В начале e2fsckисходного файла e2fsck/problem.c определен массив promptдля хранения всех всего 20 подсказок, которые использует e2fsck. Некоторые из них используются только внутрь. Подробнее о взаимосвязи между подсказками и ошибками файловой системы следует ниже.

Узнано из источников

Диалог:Для большинства ошибок, обнаруженных в файловой системе, e2fsckобращается к функции fix_problem, которая определена в файле e2fsck/problem.c. Эта функция ведет диалог с пользователем в соответствии с конкретной ошибкой в ​​зависимости от заданных опций e2fsck.

Для этого fix_problemищет текущий код ошибки в массиве problem_table, определенном ранее в том же файле e2fsck/problem.c. В этом массиве каждому коду ошибки присваивается шаблон сообщения об ошибке, приглашение задать пользователю вопрос о проблеме и битовая маска, управляющая деталями обработки ошибок. (Для некоторых ошибок есть также ссылка на дополнительный код ошибки, называемый «после кода», чей диалог выполняется впоследствии. Но это не имеет значения для нас.)

В этой битовой маске иногда используются два флага, которые важны для нашего вопроса:PR_PREEN_NOMSGи PR_NO_NOMSG. Когда они установлены, они подавляют сообщение об ошибке для запусков -pи -nсоответственно. Таким образом, они определяют ошибки, для которых вы получите больше информации в интерактивном прогоне или прогоне -y.

Определение problem_tableуказывает 292 кода ошибки, из которых 23 помечены PR_PREEN_NOMSGи только 1 помечен PR_NO_NOMSG. Ни один из них не несет оба флага, PR_PREEN_NOMSGи PR_NO_NOMSG.

Еще один интересный флаг —PR_PREEN_OK:Ошибки, содержащие этот флаг, могут быть безопасно обработаны с помощью preen(-prun ). Существуют и другие ошибки, о которых позаботится preen, см. «особые случаи» ниже, но это большинство из них. 82 ошибки в массиве problem_tableпомечены как PR_PREEN_OK.

Запуск:Для сборки Linux e2fsckверсии 1.41.1 выполнение начинается с функции mainв файле e2fsck/unix.c.

Pass 0:После инициализации и проверки журнала, что не относится к данному вопросу, в файловой системе выполняются некоторые фундаментальные проверки и очистки.Это также рассматривается как проход 0. Большая часть этого выполняется функцией check_super_blockв исходном файле e2fsck/super.c.

Несмотря на название, эта функция не только заботится о суперблоке, но и проверяет дескрипторы группы блоков. При этом он суммирует количество свободных блоков и свободных инодов для каждой группы блоков и сравнивает результат с глобальными значениями в суперблоке.

Что произойдет, если эти значения не совпадают, зависит от e2fsckпараметров командной строки. :При запуске -nфайловая система считается недействительной, и полная проверка выполняется позже. Во всех остальных случаях (-p, -y, интерактивном запуске )общее количество в суперблоке автоматически обновляется, не вызывая полной проверки. На самом деле, если последние запуски не находят дополнительных ошибок, они сообщают о том, что файловая система чистая, несмотря на это молчаливое исправление.

Функция check_super_blockтакже выполняет другие действия, такие как проверка индексного дескриптора изменения размера, очистка бесхозных индексных дескрипторов, выполнение некоторой уборки в журнале, но это не кажется важным для нашего вопроса.

Пропустить:Если полная проверка файловой системы еще не принудительно выполнена с помощью параметра -f, e2fsckя решаю принудительно выполнить полную проверку самостоятельно. Широко известными критериями этого являются количество монтирований с момента последней проверки, отсутствие чистого размонтирования, уже известные ошибки файлов и т.д.

Но есть еще один критерий, который он применял, но только если опция -nне использовалась :Различия между суперблоком и его резервными копиями в отношении следующих величин:

• Включены функции файловой системы, кроме large_file, dir_nlink, extent,

.

• общее количество блоков,

• общее количество инодов,

• UUID файловой системы.

Причина исключения некоторых функций файловой системы из этого критерия заключается в том, что ядро ​​может устанавливать такие функции на лету по мере необходимости.и делает это только в суперблоке, но не в резервных копиях. Для исключенных функций такие различия не считаются достаточно важными, чтобы требовать полной проверки. Напротив, функция ext_attrтакже может динамически устанавливаться ядром, но в этом случае обновление резервных копий имеет решающее значение, поэтому эта функция не является исключением.

Если e2fsckрешает принудительно выполнить полную проверку самим ts, он печатает сообщение, объясняющее неудобства. Если это происходит из-за одного из именованных различий между суперблоком и его резервными копиями, сообщение читается как:

... primary superblock features different from backup, check forced.

Обратите внимание, что термин «функции» в сообщении имеет более широкое значение, чем чисто «функции файловой системы». :Он также охватывает, например, общее количество блоков. См. также этот пост Эрика Сандина и этот Теодора Цо по этому поводу.

В любом случае, вы никогда не увидите это сообщение при -nпрогоне, потому что, как было сказано выше, резервные копии суперблоков в этом случае не учитываются.

Если полная проверка не принудительна ни с помощью -f, ни с помощью e2fsck, проверка пропускается(e2fsckв словаре ). В этом случае e2fsckсообщает о файловой системе как о чистых завершениях со статусом 0. Это также верно, если на проходе 0 были некоторые исправления, например, исправление общего количества свободных блоков в суперблоке.

Проходы с 1 по 6.:При полной проверке e2fsckвыполняет не менее пяти полных проходов по файловой системе, каждый из которых имеет свой фокус. Они выполняются функциями с e2fsck_pass1по e2fsck_pass5, которые определены в исходных файлах с e2fsck/pass1.c по e2fsck/pass5.c соответственно.

Могут быть дополнительные проходы, дополняющие проход 1, если это необходимо для обработки особых повреждений файловой системы. Они обозначены как pass 1B to pass 1D, а соответствующие функции с pass1bпо pass1dопределены в e2fsck/pass1b.c.

Перефразирование каталогов,который является частью прохода 3 и выполняется функцией e2fsck_rehash_directoriesв файле e2fsck/rehash.c, считается проходом 3А.

Кроме того, существует код ошибки PR_6_RECREATE_JOURNAL, который используется, когда журнал необходимо создать заново. Очевидно, считается, что это отдельный проход :проход 6. Он выполняется в функции main.

Большинство ошибок, определенных в массиве problem_table, проверяются на этих проходах. Для каждой ошибки можно увидеть номер прохода, которому она подвергается, из названия ее кода ошибки :. Номер следует за первым подчеркиванием в имени кода. Так, например, ошибка PR_1_TOO_MANY_BAD_BLOCKSобрабатывается на первом проходе, а PR_3A_OPTIMIZE_DIR_ERRобрабатывается на третьем проходе.

Для этого вопроса особенно интересно, что общее количество свободных блоков и свободных инодов снова проверяется в начале прохода 5. :За исключением быстрой проверки на проходе 0, где только соответствующие значения из дескрипторы группы блоков были суммированы, на этот раз счетчики вычисляются на основе данных, тщательно собранных e2fsckв ходе прохождения всей файловой системы, где роли каждого блока и каждого индексного дескриптора анализировались индивидуально. Это делается функциями check_block_bitmapsи check_inode_bitmaps, которые определены в файле e2fsck/pass5.c.

Различия результирующих значений по сравнению со значениями в суперблоке обрабатываются как ошибки PR_5_FREE_BLOCK_COUNTи PR_5_FREE_INODE_COUNT. Кстати, эти ошибки помечены PR_PREEN_NOMSG, поэтому они не сообщаются явно при очистке(-p).

Особые случаи:Существуют исправления, которые e2fsckмогут выполняться в файловой системе без вызова fix_problemили обращения к каталогу ошибок в problem_table. Эти исправления выполняются только при отсутствии опции -nи без уведомления в выводе, но, возможно, в статусе выхода.Я нашел три из них в источниках:

• Коррекция общего количества свободных блоков и количества свободных инодов в суперблоке во время прохода 0 (без-n). Это уже обсуждалось выше.

• Во время прохода 1 последнее бесхозное поле в суперблоке автоматически очищается, если установлено (без-n).

• Если значение счетчика ссылок, хранящееся в индексном узле проиндексированного каталога, указывает на то, что ранее оно превышало верхний предел, а текущее истинное число оказывается ниже этого предела, значение в индексном узле автоматически корректируется при проходе. 4 (без-n).

Статус выхода:Для полной (принудительной )проверки код выхода определяется функцией mainпосле прохождения проверки в ходе анализа ее результата :проверка не была отменена на полпути, статус выхода будет нулевым тогда и только тогда, когда до сих пор не было изменений в файловой системе.

Последний штрих:Если проверка не была отменена на полпути, функция mainсбрасывает счетчик монтирования в суперблоке и обновляет временную метку, чтобы e2fsckмог сообщить в будущих запусках, когда будет завершена следующая полная проверка. быть вынужденным. Это делается во время очистки после определения статуса выхода, поэтому это изменение не влияет на статус.

Обработчик сигналов:В функции PRS, которая вызывается main, обе определены в e2fsck/unix.c, e2fsckпорождают обработчики сигналов для SIGINT, SIGTERM, SIGUSR1, и SIGUSR2. Последние два могут использоваться для переключения информации о ходе выполнения, как описано в справочной странице e2fsck (8).

Первые, очевидно, обрабатываются, чтобы разрешить безопасные прерывания и завершение e2fsck.

Извлечено из тестов

Пытаясь воспроизвести поведение e2fsck, показанное в вопросе, я настроил тестовую файловую систему Ext2,заполнил его фиктивными файлами до 10% от его емкости и использовал шестнадцатеричный редактор для внесения некоторых искусственных ошибок. Затем эта файловая система была проверена теми же командами, что и в вопросе, чтобы сравнить выходные данные и статусы выхода e2fsck.

При последнем запуске вопроса количество использованных блоков изменилось. e2fsckвычисляет это значение очевидным образом из количества свободных блоков и общего количества блоков. Вот почему я выбрал эти величины в качестве объекта искусственных ошибок.

Количество свободных блоков в суперблоке:Структура данных суперблока очень подробно описана в этом документе . (Актуальную версию этого документа, описывающую файловую систему Ext4, можно найти здесь . )Исходя из этого, я использовал шестнадцатеричный редактор, чтобы уменьшить количество свободных блоков в суперблоке на 2.

Эта искусственная ошибка была обнаруженаe2fsck -nv(без -f), которая громко пожаловалась, принудительно выполнила полную проверку и вышла со статусом выхода 4.

Кроме того, принудительное чтение -только выполнение(-nfv)сообщило об этой ошибке и завершилось со статусом 4.

Последующий -pvзапуск (без-f)обнаружил, что файловая система чиста, и не дал никакого уведомления об ошибке. Однако она исправила ошибку и вывела количество использованных блоков на основе скорректированных значений, но завершилась со статусом 0.

После повторного появления той же ошибки принудительный предварительный запуск(-pfv)также не сообщал об ошибке, но исправил ее, выйдя со статусом 1.

Такое поведение e2fsckхорошо понятно из того, что было получено из источников, указанных выше.

Это означает, что это должна была быть другая ошибка, которая привела к результатам проверки, описанным в вопросе :. В противном случае, это было бы сообщено при прогоне только для чтения -и исправлено первым (непринужденный )прихорашиваться,так что последний запуск нашел бы чистую файловую систему.

Общее количество блоков в суперблоке:Используя шестнадцатеричный редактор, я уменьшил общее количество блоков в суперблоке на 2.

Это не было обнаружено -nvзапуском (без -f), который сообщил о том, что файловая система чиста, и завершился со статусом 0.

При принудительной проверке(-nfv)было обнаружено несколько ошибок — неправильные в некотором смысле:e2fsckсерьезно относились к измененному общему количеству блоков и, как следствие, обнаружили неправильное количество свободных блоков в последней группе блоков и в суперблоке. Кроме того, было обнаружено, что заполнение в конце растрового изображения блока не задано. Статус выхода был 4.

Последующая предварительная обработка(-pvбез-f)вызвала полную проверку из-за различий между суперблоком и его резервными копиями. По ходу были исправлены все "неправильные" ошибки, обнаруженные ранее при принудительном чтении -only run. Однако он сообщил только о «неправильной» )ошибке (в заполнении растрового изображения, не давая никакого уведомления о подсчете свободных блоков. Наконец он вышел со статусом 1.

После повторного появления той же ошибки принудительная очистка(-pfv)сделала по существу то же самое, за исключением того, что она не сообщила о разнице между суперблоком и его резервными копиями, которая ранее была указана как причина принудительной проверки.

Также такое поведение e2fsckможно понять из обсуждения источников выше. Однако это отличалось от того, что описано в вопросе. Так что, должно быть, это была другая ошибка.

Количество свободных блоков в резервной копии:Номера блоков резервных копий суперблоков можно найти с помощью

LC_ALL=C dumpe2fs <device> | grep -i superblock

Однако количество свободных блоков в первой резервной копии суперблока полностью игнорируется e2fsck. На самом деле кажется, что это значение отличается от значения в основном суперблоке даже в действительно чистой файловой системе. И действительно, если подумать,постоянное синхронизирование этого значения во всех резервных копиях потребовало бы огромных накладных расходов. Так что я предполагаю, что там это вообще не имеет значения.

Общее количество блоков в резервной копии:Снова используя шестнадцатеричный редактор, я уменьшил общее количество блоков в первой резервной копии суперблока на 2.

Эта искусственная ошибка была полностью проигнорирована e2fsckв режиме чтения -только:-nvи -nfv.

Предварительный запуск(-pvбез-f)принудительной полной проверки с сообщением

... primary superblock features different from backup, check forced.

В ходе работы он исправил ошибку без дальнейших связанных сообщений и вышел со статусом 1.

После повторного появления той же ошибки принудительное очищение(-pfv)сделало то же самое, но без уведомления об ошибке.

Опять же, такое поведение можно понять из приведенного выше обсуждения источников; и это отличается от того, что наблюдалось в вопросе.

Кроме того, невынужденные e2fsckзапуски, описанные в вопросе, и последующие проверки, описанные в обновлении 1, показали одинаковое общее количество блоков. Таким образом, это значение не изменилось ни в одном из этих запусков и, следовательно, не могло быть предметом разыскиваемой ошибки.

Это дает ответ на вопрос?

Короче :№

Для каждого отдельного прогона, описанного в вопросе, я обнаружил возможные ошибки, приводящие к наблюдаемому поведению e2fsck. Но я не нашел ни одной ошибки, вызывающей такое поведение всех прогонов в последовательности.

Все ошибки в problem_tableисключены, потому что о них сообщалось либо при выполнении -nfv, либо при выполнении -pfv, либо при обоих.

Принимая во внимание «особые случаи» выше, неправильное количество свободных блоков или свободных индексных дескрипторов было бы сообщено только для чтения -. Это был не тот случай.

Другие «особые случаи» не привели бы к изменению количества используемых блоков, которое наблюдалось в последнем прогоне.

Но ведь e2fsck— сложная программа, так что, скорее всего, я что-то недосмотрел.

Результат

С учетом этих результатов кажется, что следующий рабочий процесс можно использовать для безопасной проверки несмонтированной файловой системы Ext2 с неизвестным состоянием работоспособности, избегая при этом неприятных сюрпризов в интерактивной части и получая максимум информации от e2fsck.

Предполагается исправное оборудование! Если, в частности, диск не заслуживает доверия в этом отношении, безоговорочно начните с шага 3 (сделайте резервную копию файловой системы ), продолжая остальные шаги в указанном порядке:

1. Выполнить -nvпрогон:

   LC_ALL=C e2fsck -nv <device>; echo $?
   

2. Если e2fsckпропускает полную проверку, сообщая о том, что файловая система чиста, принудительно повторите шаг 1 с помощью -f.

3. В зависимости от обнаруженных повреждений создайте резервную копию файловой системы с помощью dd. Это позволяет восстановить текущее состояние, если что-то пойдет не так на следующих шагах.

4. Если в соответствии с результатами прогонов только для чтения -это кажется возможным, выполните интерактивную проверку с помощью

   LC_ALL=C e2fsck -v <device>; echo $?
   

   форсируя его с помощью -f, если необходимо, чтобы получить полную проверку.

5. Что делать, если интерактивный запуск невозможен, зависит от результатов, полученных на данный момент.

Приложение :Проверка функций файловой системы

dumpe2fs:Программу dumpe2fsможно использовать для определения того, какие функции включены в файловой системе.

Это также работает для неизвестных функций. В этом случае dumpe2fsиспользует общие имена признаков, которые однозначно идентифицируют соответствующие биты в полях признаков суперблока.Например, FEATURE_R16соответствует 16-му биту (, считая от 0 )в поле совместимых только для чтения -функций суперблока. Точно так же FEATURE_I31соответствует старшему биту поля несовместимых признаков.

Если установлена ​​функция compression, dumpe2fsнеобходимо запустить с опцией -f.

Однако версия 1.41.1 этой программы кажется немного ошибочной, поскольку она аварийно завершает работу с исключением с плавающей запятой при некоторых комбинациях включенных и отключенных функций, например. для включенного 64bitи отключенного journal_dev.

debugfs:Команда show_super_statsиз debugfsдает аналогичный вывод dumpe2fsв отношении включенных функций файловой системы. Также эта программа сообщает о неизвестных функциях.

Версия 1.41.1 этой программы тоже содержит ошибки. :Команда show_super_statsаварийно завершает работу с ошибкой сегментации, если включены compressionили journal_dev. Подобно dumpe2fs, вся программа debugfsзавершается с ошибкой с плавающей запятой, если функция 64bitвключена, а journal_devотключена.

tune2fs:Если включены только известные функции файловой системы, они могут быть перечислены как часть вывода tune2fs -l. Однако эта программа отказывается запускаться, если включена какая-либо неизвестная функция файловой системы, даже если используется опция -f.