Cómo encuentra el sistema un archivo (inodos)

Un sistema de archivos es la forma en que el sistema operativo organiza los datos del disco. Cuando abres /home/ana/notas.txt, el sistema recorre la ruta nombre a nombre hasta dar con los bloques del disco donde está el contenido.

Entender ese recorrido explica por qué renombrar es instantáneo y por qué borrar un archivo no siempre libera espacio.

Cada archivo tiene un inodo, una ficha con sus datos. Dice de qué tipo es, quién es su dueño, qué permisos tiene, cuánto mide y en qué bloques del disco está.

El inodo no guarda el nombre. El nombre está en otro sitio, en el directorio. Así se puede cambiar un nombre sin tocar los datos.

printf 'hola\n' > ~/enlace-a.txt

stat -c '%s' ~/enlace-a.txt

La primera orden crea el archivo con la palabra hola y una línea nueva. La segunda imprime 5: cuatro letras y el salto de línea.

El tamaño sale del inodo, no de leer el archivo entero.

Un directorio es un archivo cuyo contenido es una lista de pares: un nombre y un número de inodo. Cada par es una entrada.

Un enlace duro es una segunda entrada que apunta al mismo inodo. Los dos nombres son el mismo archivo. El inodo cuenta cuántos nombres tiene y solo se libera cuando llega a cero.

ln ~/enlace-a.txt ~/enlace-b.txt

stat -c '%h' ~/enlace-a.txt

ls -i ~/enlace-a.txt ~/enlace-b.txt | awk '{print $1}' | uniq | wc -l

rm ~/enlace-a.txt

stat -c '%h' ~/enlace-b.txt

cat ~/enlace-b.txt

Tras ln, stat imprime 2: el inodo tiene dos nombres. La tubería imprime 1: ls -i mostró el mismo número de inodo con los dos nombres, y uniq los junta.

Tras rm, stat imprime 1 y cat sigue imprimiendo hola. rm quita un nombre y resta un enlace. Los datos se liberan al llegar a cero.

Para abrir /home/ana/notas.txt el sistema empieza en el inodo de la raíz, /. Busca home en su lista y obtiene otro inodo, que es un directorio.

Busca ana en él, y después notas.txt. El último inodo es el del archivo, y de él salen los bloques. Si falta un nombre, o un paso intermedio no es un directorio, la ruta falla.

namei /etc/passwd

La orden imprime cuatro líneas. La primera dice f: /etc/passwd, la ruta completa. Las otras tres, con una letra delante, son los pasos: d /, d etc y - passwd.

La d marca un directorio. El guion marca un archivo normal, el último paso.

Un archivo mediano ocupa varios bloques. En el modelo clásico, el inodo guarda 12 números de bloque directos y uno más que apunta a un bloque lleno de números.

Con bloques de 4 KiB y números de 4 bytes, un bloque guarda 1024 números. Los sistemas modernos, como ext4, usan extensiones, pero la idea es la misma.

python3 -c "print((12 + 1024) * 4)"

rm ~/enlace-b.txt