Exemplos de sistemas de arquivos

O sistema de arquivos do MS-DOS

O sistema de arquivos do MS-DOS é o sistema com o qual os primeiros PCs da IBM vinham instalados. Foi o principal sistema de arquivos até o Windows 98 e o Windows ME. Ainda é aceito no Windows 2000, Windows XP e Windows Vista, embora não seja mais padrão nos novos PCs exceto para discos flexíveis. No entanto, ele e uma extensão dele (FAT-32) tomaram-se amplamente usados para muitos sistemas embarcados. Muitos players de MP3 o usam exclusivamente, além de câmeras digitais. O popular iPod da Apple o usa como o sistema de arquivos padrão, embora hackers que conhecem do assunto conseguem refomatar o iPod e instalar um sistema de arquivos diferente. Desse modo, o número de dispositivos eletrônicos usando o sistema de arquivos MS-DOS é muito maior agora do que em qualquer momento no passado e, decerto, muito maior do que o número usando o sistema de arquivos NTFS mais moderno.

Para ler um arquivo, um programa de MS-DOS deve primeiro fazer uma chamada de sistema open para abri-lo. A chamada de sistema open especifica um caminho, o qual pode ser absoluto ou relativo ao diretório de trabalho atual. O caminho é analisado componente a componente até que o diretório final seja localizado e lido na memória. Ele então é vasculhado para encontrar
o arquivo a ser aberto.

Embora os diretórios de MS-DOS tenham tamanhos variáveis, eles usam uma entrada de diretório de 32 bytes de tamanho fixo. Ele contém o nome do arquivo, atributos, data e horário de criação, bloco de partida e tamanho exato do arquivo. Nomes de arquivos mais curtos do que 8 + 3 caracteres são ajustados à esquerda e preenchidos com espaços à direita, separadamente em cada campo. O campo Atributos é novo e contém bits para indicar que um arquivo é somente de leitura, precisa ser arquivado, está escondido ou é um arquivo de sistema. Arquivos somente de leitura não podem ser escritos. Isso é para protegê-los de danos acidentais. O bit arquivado não tem uma função de sistema operacional real (isto é, o MS-DOS não o examina ou o altera). A intenção é permitir que programas de arquivos em nível de usuário o desliguem quando efetuarem o backup de um arquivo e que os outros programas o liguem quando modificarem um arquivo. Dessa maneira, um programa de backup pode apenas examinar o bit desse atributo em cada arquivo para ver quais arquivos devem ser copiados. O bit oculto pode ser alterado para evitar que um arquivo apareça nas listagens de diretório. Seu uso principal é evitar confundir usuários novatos com arquivos que eles possam não compreender. Por fim, o bit sistema também oculta arquivos. Além disso, arquivos de sistema não podem ser removidos acidentalmente usando o comando del. Os principais componentes do MS-DOS têm esse bit ligado.

A entrada de diretório também contém a data e o horário em que o arquivo foi criado ou modificado pela última vez. O tempo é preciso apenas até ±2 segundos, pois ele está armazenado em um campo de 2 bytes, que pode armazenar somente 65.536 valores únicos (um dia contém 86.400 segundos). O campo do tempo é subdividido em segundos (5 bits), minutos (6 bits) e horas (5 bits). A data conta em dias usando três subcampos: dia (5 bits), mês (4 bits) e ano - 1980 (7 bits). Com um número de 7 bits para o ano e o tempo começando em 1980, o maior valor que pode ser representado é 2107. Então, o MS-DOS tem um problema Y2108 em si. Para evitar a catástrofe, seus usuários devem atentar para esse problema o mais cedo possível. Se o MS-DOS tivesse usado os campos data e horário combinados como um contador de 32 bits, ele teria representado cada segundo exatamente e atrasado a catástrofe até 2116.

O MS-DOS armazena o tamanho do arquivo como um número de 32 bits, portanto na teoria os arquivos podem ser de até 4 GB. No entanto, outros limites ( descritos a seguir) restringem o tamanho máximo do arquivo a 2 GB ou menos. Uma parte surpreendentemente grande da entrada (10 bytes) não é usada.

O MS-DOS monitora os blocos de arquivos mediante uma tabela de alocação de arquivos na memória principal. A entrada do diretório contém o número do primeiro bloco de arquivos. Esse número é usado como um índice em uma FAT de 64 K entradas na memória principal. Seguindo o encadeamento, todos os blocos podem ser encontrados.

O sistema de arquivos FAT vem em três versões: FAT-12, FAT-16 e FAT-32, dependendo de quantos bits um endereço de disco contém. Na realidade, FAT-32 não é um nome adequado, já que apenas os 28 bits menos significativos dos endereços de disco são usados. Ele deveria chamar-se FAT-28, mas as potências de dois soam bem melhor.

Outra variante do sistema de arquivos FAT é o exFAT, que a Microsoft introduziu para dispositivos removíveis grandes. A Apple licenciou o exFAT, de maneira que há um sistema de arquivos moderno que pode ser usado para transferir arquivos entre computadores Windows e OS X. O exFAT é de propriedade da Microsoft e a especificação não foi liberada pela empresa.

Para todas as FATs, o bloco de disco pode ser alterado para algum múltiplo de 512 bytes (possivelmente diferente para cada partição), com o conjunto de tamanhos de blocos permitidos (chamado cluster sizes - tamanhos de aglomerado - pela Microsoft) sendo diferente para cada variante. A primeira versão do MS-DOS usava a FAT-12 com blocos de 512 bytes, dando um tamanho de partição máximo de 212 x 512 bytes (na realidade somente 4086 x 512 bytes, pois 10 dos endereços de disco foram usados como marcadores especiais, como fim de arquivo, bloco defeituoso etc.). Com esses parâmetros, o tamanho de partição de disco máximo era em tomo de 2 MB e o tamanho da tabela FAT na memória era de 4096 entradas de 2 bytes cada. Usar uma entrada de tabela de 12 bits teria sido lento demais.

Esse sistema funcionava bem para discos flexíveis, mas quando os discos rígidos foram lançados, ele tornou-se um problema. A Microsoft solucionou o problema permitindo tamanhos de blocos adicionais de 1 KB, 2 KB e 4 KB. Essa mudança preservou a estrutura e o tamanho da tabela FAT-12, mas pennitiu partições de disco de até 16 MB.

Como o MS-DOS dava suporte para quatro partições de disco por unidade de disco, o novo sistema de arquivos FAT-12 funcionava para discos de até 64 MB. Além disso, algo tinha de ceder. O que aconteceu foi a introdução do FAT-16, com ponteiros de disco de 16 bits. Adicionalmente, tamanhos de blocos de 8 KB, 16 KB e 32 KB foram permitidos. (32.768 é a maior potência de dois que pode ser representada em 16 bits.) A tabela FAT-16 ocupava 128 KB de memória principal o tempo inteiro, mas com as memórias maiores então disponíveis, ela era amplamente usada e logo substituiu o sistema de arquivos FAT-12. A maior partição de disco a que o FAT-16 pode dar supotte é 2 GB (64 K entradas de 32 KB cada) e o maior disco, 8 GB, a saber quatro partições de 2 GB cada. Por um bom tempo, isso foi o suficiente.

Mas não para sempre. Para cartas comerciais, esse limite não é um problema, mas para armazenar vídeos digitais usando o padrão DV, um arquivo de 2 GB contém apenas um pouco mais de 9 minutos de vídeo. Como um disco de PC suporta apenas quatro partições, o maior vídeo que pode ser armazenado em disco é de mais ou menos 38 minutos, não importa o tamanho do disco. Esse limite também significa que o maior vídeo que pode ser editado on-line é de menos de 19 minutos, pois ambos os arquivos de entrada e saída são necessários.

A partir da segunda versão do Windows 95, foi introduzido o sistema de arquivos FAT-32 com seus endereços de disco de 28 bits e a versão do MS-DOS subjacente ao Windows 95 foi adaptada para dar suporte à FAT-32. Nesse sistema, as partições poderiam ser teoricamente 228 x 215 bytes, mas na realidade elas eram limitadas a 2TB (2048 GB), pois internamente o sistema monitora os tamanhos de partições em setores de 512 bytes usando um número de 32 bits, e 29 x 232 é 2 TB.

Além de dar suporte a discos maiores, o sistema de arquivos FAT-32 tem duas outras vantagens sobre o FAT-16. Primeiro, um disco de 8 GB usando FAT-32 pode ter uma única partição. Usando o FAT-16 ele tem quatro partições, o que aparece para o usuário do Windows como C:, D:, E: e F: unidades de disco lógicas. Cabe ao usuário decidir qual arquivo colocar em qual unidade e monitorar o que está onde.

A outra vantagem do FAT-32 sobre o FAT-16 é que para um determinado tamanho de partição de disco, um tamanho de bloco menor pode ser usado. Por exemplo, para uma partição de disco de 2 GB, o FAT-16 deve usar blocos de 32 KB; de outra maneira, com apenas 64K endereços de disco disponíveis, ele não pode cobrir toda a partição. Em comparação, o FAT-32 pode usar, por exemplo, blocos de 4 KB para uma partição de disco de 2 GB. A vantagem de um tamanho de bloco menor é que a maioria dos arquivos é muito mais curta do que 32 KB. Se o tamanho do bloco for 32 KB, um arquivo de 10 bytes imobiliza 32 KB de espaço de disco. Se o arquivo médio for, digamos, 8 KB, então com um bloco de 32 KB, três quartos do disco serão desperdiçados, o que não é uma maneira muito eficiente de se usar o disco. Com um arquivo de 8 KB e um bloco de 4 KB, não há desperdício de disco, mas o preço pago é mais RAM consumida pelo FAT. Com um bloco de 4 KB e uma partição de disco de 2 GB, há 512 K blocos, de maneira que o FAT precisa ter 512K entradas na memória (ocupando 2 MB de RAM).

O MS-DOS usa a FAT para monitorar blocos de disco livres. Qualquer bloco que no momento não esteja alocado é marcado com um código especial. Quando o MS-DOS precisa de um novo bloco de disco, ele pesquisa a FAT para uma entrada contendo esse código. Desse modo, não são necessários nenhum mapa de bits ou lista de livres.

O sistema de arquivos do UNIX V7

Mesmo as primeiras versões do UNIX tinham um sistema de arquivos multiusuário bastante sofisticado, já que era derivado do MULTICS. A seguir discutiremos o sistema de arquivos V7, aquele do PDP-11 que tomou o UNIX famoso.

O sistema de arquivos tem forma de uma árvore começando no diretório-raiz, com a adição de ligações, formando um gráfico orientado acíclico. Nomes de arquivos podem ter até 14 caracteres e contêm quaisquer caracteres ASCII exceto / (porque se trata de um separador entre componentes em um caminho) e NUL (pois é usado para preencher os espaços que sobram nos nomes mais curtos que 14 caracteres). NUL tem o valor numérico de 0.

Uma entrada de diretório UNIX contém uma entrada para cada arquivo naquele diretório. Cada entrada é extremamente simples, pois o UNIX usa o esquema i-node. Uma entrada de diretório contém apenas dois campos: o nome do arquivo (14 bytes) e o número do i-node para aquele arquivo (2 bytes). Esses parâmetros limitam o número de arquivos por sistema a 64 K.

Assim o i-node do UNIX contém alguns atributos. Os atributos contêm o tamanho do arquivo, três horários (criação, último acesso e última modificação), proprietário, grupo, informação de proteção e uma contagem do número de entradas de diretórios que apontam para o i-node. Este último campo é necessário para as ligações. Sempre que uma ligação nova é feita para um i-node, o contador no i-node é incrementado. Quando uma ligação é removida, o contador é decrementado. Quando ele chega a 0, o i-node é reivindicado e os blocos de disco são colocados de volta na lista de livres.

O monitoramento dos blocos de disco é feito usando uma generalização a fim de lidar com arquivos muito grandes. Os primeiros 10 endereços de disco são armazenados no próprio i-node, então para pequenos arquivos, todas as informações necessárias estão diretamente no i-node, que é buscado do disco para a memória principal quando o arquivo é aberto. Para arquivos um pouco maiores, um dos endereços no i-node é o de um bloco de disco chamado bloco indireto simples. Esse bloco contém endereços de disco adicionais. Se isso ainda não for suficiente, outro endereço no i-node, chamado bloco indireto duplo, contém o endereço de um bloco com uma lista de blocos indiretos simples. Cada um desses blocos indiretos simples aponta para algumas centenas de blocos de dados. Se mesmo isso não for suficiente, um bloco indireto triplo também pode ser usado.

Quando um arquivo é aberto, o sistema deve tomar o nome do arquivo fornecido e localizar seus blocos de disco. Vamos considerar como o nome do caminho /usr/ast/mbox é procurado. Usaremos o UNIX como exemplo, mas o algoritmo é basicamente o mesmo para todos os sistemas de diretórios hierárquicos. Primeiro, o sistema de arquivos localiza o diretório-raiz. No UNIX o seu i-node está localizado em um local fixo no disco. A partir desse i-node, ele localiza o diretório-raiz, que pode estar em qualquer lugar, mas digamos bloco 1.

Em seguida, ele lê o diretório-raiz e procura o primeiro componente do caminho, usr, no diretório-raiz para encontrar o número do i-node do arquivo /usr. Localizar um i-node a partir desse número é algo direto, já que cada i-node tem uma localização fixa no disco. A partir desse i-node, o sistema localiza o diretório para /usr e pesquisa o componente seguinte, ast, nele. Quando encontrar a entrada para ast, ele terá o i-node para o diretório /usr/ast. A partir desse i-node ele pode fazer uma busca no próprio diretório e localizar mbox. O i-node para esse arquivo é então lido na memória e mantido ali até o arquivo ser fechado.

Nomes de caminhos relativos são procurados da mesma maneira que os absolutos, apenas partindo do diretório de trabalho em vez de do diretório-raiz. Todo diretório tem entradas para . e .. que são colocadas ali quando o diretório é criado. A entrada . Tem o número de i-node para o diretório atual, e a entrada para .. tem o número de i-node para o diretório pai. Desse modo, uma rotina procurando ../dick/prog.c apenas procura .. no diretório de trabalho, encontra o número de i-node do diretório pai e busca pelo diretório dick. Nenhum mecanismo especial é necessário para lidar com esses nomes. No que diz respeito ao sistema de diretórios, eles são apenas cadeias ASCII comuns, como qualquer outro nome. A única questão a ser observada aqui é que .. no diretório-raiz aponta para si mesmo.

Sistemas de arquivos para CD-ROM

Como nosso último exemplo de um sistema de arquivos, vamos considerar aqueles usados nos CD-ROMs. Eles são particulannente simples, pois foram projetatos para meios de escrita única. Entre outras coisas, por exemplo, eles não têm provisão para monitorar blocos livres, pois em um arquivo de CD-ROM arquivos não podem ser liberados ou adicionados após o disco ter sido fabricado. Embora os CD-ROMs estejam ultrapassados, eles são também simples, e os sistemas de arquivos usados em DV Ds e Blu-ray são baseados nos usados para CD-ROMs.

Alguns anos após o CD-ROM ter feito sua estreia, foi introduzido o CD-R (CD Recordable - CD gravável). Diferentemente do CD-ROM, ele permite adicionar arquivos após a primeira gravação, que são apenas adicionados ao final do CD-R. Arquivos nunca são removidos (embora o diretório possa ser atualizado para esconder arquivos existentes). Como consequência desse sistema de arquivos "somente adicionar", as propriedades fundamentais não são alteradas. Em particular, todo o espaço livre encontra-se em uma única parte contígua no fim do CD.

O sistema de arquivos ISO 9660

O padrão mais comum para sistemas de arquivos de CD-ROM foi adotado como um Padrão Internacional em 1988 sob o nome ISO 9660. Virtualmente, todo CD-ROM no mercado é compatível com esse padrão, às vezes com extensões. Uma meta desse padrão era tomar todo CD-ROM legível em todos os computadores, independente do ordenamento de bytes e do sistema operacional usado. Em consequência, algumas limitações foram aplicadas ao sistema de arquivos para possibilitar que os sistemas operacionais mais fracos (como MS-DOS) pudessem lê-los.

Os CD-ROMs não têm cilindros concêntricos como os discos magnéticos. Em vez disso, há uma única espiral contúrna contendo os bits em uma sequência linear (embora seja possível buscar transversalmente às espirais). Os bits ao longo da espiral são divididos em blocos lógicos (também chamados setores lógicos) de 2352 bytes. Alguns desses bytes são para preâmbulos, coneção de erros e outros destinos. A porção líquida (payload) de cada bloco lógico é 2048 bytes. Quando usados para música, os CDs têm as posições iniciais, finais e espaços entre as trilhas, mas eles não são usados para CD-ROMs de dados. Muitas vezes a posição de um bloco ao longo da espiral é representada em minutos e segundos. Ela pode ser convertida para um número de bloco linear usando o fator de conveisão de 1 s = 75 blocos.

O ISO 9660 dá suporte a conjuntos de CD-ROM com até 216 - 1 CDs no conjunto. Os CD-ROMs individuais também podem ser divididos em volumes lógicos (partições). No entanto, a seguir, nos concentraremos no ISO 9660 para um único CD-ROM não particionado.

Todo CD-ROM começa com 16 blocos cuja função não é definida pelo padrão ISO 9660. Um fabricante de CD-ROMs poderia usar essa área para oferecer um programa de inicialização que permitisse que o computador fosse inicializado pelo CD-ROM, ou para algum outro propósito nefando. Em seguida vem um bloco contendo o descritor de volume primário, que contém algumas informações gerais sobre o CD-ROM. Entre essas informações estão o identificador do sistema (32 bytes), o identificador do volume (32 bytes), o identificador do editor (128 bytes) e o identificador do preparador dos dados (128 bytes). O fabricante pode preencher esses campos da maneira que quiser, exceto que somente letras maiúsculas, dígitos e um número muito pequeno de caracteres de pontuação podem ser usados para assegurar a compatibilidade entre as plataformas.

O descritor do volume primário também contém os nomes de três arquivos, que podem conter um resumo, uma notificação de direitos autorais e informações bibliográficas, respectivamente. Além disso, deteiminados números-chave também estão presentes, incluindo o tamanho do bloco lógico (normalmente 2048, mas 4096, 8192 e valores maiores de potências de 2 são permitidos em alguns casos), o número de blocos no CD-ROM e as datas de criação e expiração do CD-ROM. Por fim, o descritor do volume primário também contém uma entrada de diretório para o diretório-raiz, dizendo onde encontrá-lo no CD-ROM (isto é, em qual bloco ele começa). A partir desse diretório, o resto do sistema de arquivos pode ser localizado.

Além do descritor de volume primário, um CD-ROM pode conter um descritor de volume complementar. Ele contém informações similares ao descritor primário.

O diretório-raiz, e todos os outros diretórios, quanto a isso, consistem em um número variável de entradas, a última das quais contém um bit marcando-a como a entrada final. As entradas de diretório em si também são de tamanhos variáveis. Cada entrada de diretório consiste em 10 a 12 campos, dos quais alguns são em ASCII e outros são numéricos binários. Os campos binários são codificados duas vezes, uma com os bits menos significativos nos primeiros bytes - little-endian (usados nos Pentiums, por exemplo) e outra com os bits mais significativos nos primeiros bytes - big endian (usados nas SPARCs, por exemplo). Desse modo, um número de 16 bits usa 4 bytes e um número de 32 bits usa 8 bytes.

O uso dessa codificação redundante era necessário para evitar ferir os sentimentos alheios quando o padrão foi desenvolvido. Se o padrão tivesse estabelecido little-endian, então as pessoas de empresas cujos produtos eram big-endian se sentiriam desvalorizadas e não teriam aceitado o padrão. O conteúdo emocional de um CD-ROM pode, portanto, ser quantificado e mensurado exatamente em quilo bytes/hora de espaço desperdiçado.

Como entradas de diretório têm comprimentos variáveis, o primeiro campo é um byte indicando o tamanho da entrada. Esse byte é definido com o bit de ordem mais alta à esquerda para evitar qualquer ambiguidade.

Entradas de diretório podem opcionalmente ter atributos estendidos. Se essa prioridade for usada, o segundo byte indicará o tamanho dos atributos estendidos.

Em seguida vem o bloco inicial do próprio arquivo. Arquivos são armazenados como sequências contíguas de blocos, assim a localização de um arquivo é completamente especificada pelo bloco inicial e o tamanho, que está contido no próximo campo.

A data e o horário em que o CD-ROM foi gravado estão armazenados no próximo campo, com bytes separados para o ano, mês, dia, hora, minuto, segundo e zona do fuso horário. Os anos começam a contar em 1900, o que significa que os CD-ROMs sofrerão de um problema Y2156, pois o ano seguinte a 2155 será 1900. Esse problema poderia ter sido postergado com a definição da origem do tempo em 1988 (o ano que o padrão foi adotado). Se isso tivesse ocorrido, o problema teria sido postergado até 2244. Cada 88 anos extras ajuda.

O campo Flags contém alguns bits diversos, incluindo um para ocultar a entrada nas listagens (um atributo copiado do MS-DOS), um para distinguir uma entrada que é um arquivo de uma entrada que é um diretório, um para capacitar o uso dos atributos estendidos e um para marcar a última entrada em um diretório. Alguns outros bits também estão presentes nesse campo. O próximo campo lida com a intercalação de partes de arquivos de uma maneira que não é usada na versão mais simples do ISO 9660.

O campo a seguir diz em qual CD-ROM o arquivo está localizado. É permitido que uma entrada de diretório em um CD-ROM refira-se a um arquivo localizado em outro CD-ROM no conjunto. Dessa maneira, é possível construir um diretório-mestre no primeiro CD-ROM que liste todos os arquivos que estejam em todos os CD-ROMs no conjunto completo.

O campo marcado L mostra o tamanho do nome do arquivo em bytes. Ele é seguido pelo nome do próprio arquivo. Um nome de arquivo consiste em um nome base, um ponto, uma extensão, um ponto e vírgula e um número binário de versão (1 ou 2 bytes). O nome base e a extensão podem usar letras maiúsculas, os dígitos 0-9 e o caractere sublinhado. Todos os outros caracteres são proibidos para certificar-se de que todos os computadores possam lidar com todos os nomes de arquivos. O nome base pode ter até oito caracteres; a extensão até três caracteres. Essas escolhas foram ditadas pela necessidade de tomar o padrão compatível com o MS-DOS. Um nome de arquivo pode estar presente em um diretório múltiplas vezes, desde que cada um tenha um número de versão diferente.

Os últimos dois campos nem sempre estão presentes. O campo Preenchimento é usado para forçar que toda entrada de diretório seja um número par de bytes a fim de alinhar os campos numéricos de entradas subsequentes em limites de 2 bytes. Se o preenchimento for necessário, um byte 0 é usado. Por fim, temos o campo Uso do sistema. Sua função e tamanho são indefinidos, exceto que ele deve conter um número par de bytes. Sistemas diferentes o utilizam de maneiras diferentes. O Macintosh, por exemplo, mantém os flags do Finder nele.

Entradas dentro de um diretório são listadas em ordem alfabética, exceto para as duas primeiras entradas. A primeira entrada é para o próprio diretório. A segunda é para o pai. Nesse sentido, elas são similares para as entradas de diretório . e .. do UNIX. Os arquivos em si não precisam estar na ordem do diretório.

Não há um limite explícito para o número de entradas em um diretório. No entanto, há um limite para a profundidade de aninhamento. A profundidade máxima de aninhamento de um diretório é oito. Esse limite foi estabelecido arbitrariamente para simplificar algumas implementações.

O ISO 9660 define o que são chamados de três níveis. O nível 1 é o mais restritivo e especifica que os nomes de arquivos sejam limitados a 8 + 3 caracteres, e também exige que todos os arquivos sejam contíguos. Além disso, ele especifica que os nomes dos diretórios sejam limitados a oito caracteres sem extensões. O uso desse nível maximiza as chances de que um CD-ROM seja lido em todos os computadores.

O nível 2 relaxa a restrição de tamanho. Ele permite que arquivos e diretórios tenham nomes de até 31 caracteres, mas ainda do mesmo conjunto de caracteres.

O nível 3 usa os mesmos limites de nomes do nível 2, mas relaxa parcialmente o pressuposto de que os arquivos tenham de ser contíguos. Com esse nível, um arquivo pode consistir em várias seções (extensões), cada uma como uma sequência contígua de blocos. A mesma sequência pode ocorrer múltiplas vezes em um arquivo e pode ocorrer em dois ou mais arquivos. Se grandes porções de dados são repetidas em vários arquivos, o nível 3 oferecerá alguma otimização de espaço ao não exigir que os dados estejam presentes múltiplas vezes.

Extensões Rock Ridge

O ISO 9660 é altamente restritivo em várias maneiras. Logo depois do seu lançamento, as pessoas na comunidade UNIX começaram a trabalhar em uma extensão a fim de tomar possível representar os sistemas de arquivos UNIX em um CD-ROM. Essas extensões foram chamadas de Rock Ridge, em homenagem à cidade no filme de Mel Brooks, Banzé no Oeste (Blazing Saddles), provavehnente porque um dos membros do comitê gostou do filme.

As extensões usam o campo Uso do sistema para possibilitar a leitura dos CD-ROMs Rock Ridge em qualquer computador. Todos os outros campos mantêm seu significado ISO 9660 normal. Qualquer sistema que não conheça as extensões Rock Ridge apenas as ignora e vê um CD-ROM normal.

As extensões são divididas nos campos a seguir:

1. PX - atributos POSIX.

2. PN - Números de dispositivo principal e secundário.

3. SL- Ligação simbólica.

4. NM - Nome alternativo.

5. CL- Localização do filho.

6. PL - Localização do pai.

7. RE - Realocação.

8. TF - Estampas de tempo (Time stamps).

O campo PX contém o padrão UNIX para bits de permissão rwxrwxrwx para o proprietário, grupo e outros. Ele também contém os outros bits contidos na palavra de modo, como os bits SETUID e SETGID, e assim por diante.

Para permitir que dispositivos sejam representados em um CD-ROM, o campo PN está presente. Ele contém os números de dispositivos principais e secundários associados com o arquivo. Dessa maneira, os conteúdos do diretório /dev podem ser escritos para um CD-ROM e mais tarde reconstruídos corretamente no sistema de destino.

O campo SL é para ligações simbólicas. Ele permite que um arquivo em um sistema refira-se a um arquivo em um sistema diferente.

O campo mais importante é NM. Ele pernite que um segundo nome seja associado com o arquivo. Esse nome não está sujeito às restrições de tamanho e conjunto de caracteres do ISO 9660, tornando possível expressar nomes de arquivos UNIX arbitrários em um CD-ROM.

Os três campos seguintes são usados juntos para contornar o limite de oito diretórios que podem ser aninhados no ISO 9660. Usando-os é possível especificar que um diretório seja realocado, e dizer onde ele vai na hierarquia. Trata-se efetivamente de uma maneira de contornar o limite de profundidade artificial.

Por fim, o campo TF contém as três estampas de tempo incluídas em cada i-node UNIX, a saber o horário que o arquivo foi criado, modificado e acessado pela última vez. Juntas, essas extensões tomam possível copiar um sistema de arquivos UNIX para um CD-ROM e então restaurá-lo corretamente para um sistema diferente.

Extensões Joliet

A comunidade UNIX não foi o único grupo que não gostou do ISO 9660 e queria uma maneira de estendê-lo. A Microsoft também o achou restritivo demais (embora tenha sido o próprio MS-DOS da Microsoft que causou a maior parte das restrições em primeiro lugar). Portanto, a Microsoft inventou algumas extensões chamadas Joliet. Elas foram projetadas para permitir que os sistemas de arquivos Windows fossem copiados para um CD-ROM e então restaurados, precisamente da mesma maneira que o Rock Ridge foi projetado para o UNIX. Virtuahnente todos os programas que executam sob o Windows e usam CD-ROMs aceitam Joliet, incluindo programas que gravam em CDs regraváveis. Em geral, esses programas oferecem uma escolha entre os vários níveis de ISO 9660 e Joliet.

As principais extensões oferecidas pelo Joliet são:

1. Nomes de arquivos longos.

2. Conjunto de caracteres Unicode.

3. Aninhamento de diretórios mais profundo que oito níveis.

4. Nomes de diretórios com extensões.

A primeira extensão permite nomes de arquivos de até 64 caracteres. A segunda extensão capacita o uso do conjunto de caracteres Unicode para os nomes de arquivos. Essa extensão é importante para que o software possa ser empregado em países que não usam o alfabeto latino, como Japão, Israel e Grécia. Como os caracteres Unicode ocupam 2 bytes, o nome de arquivo máximo em Joliet ocupa 128 bytes.

Assim como no Rock Ridge, a limitação sobre aninhamentos de diretórios foi removida no Joliet. Os diretórios podem ser aninhados o mais profundamente quanto necessário. Por fim, nomes de diretórios podem ter extensões. Não fica claro por que essa extensão foi incluída, já que os diretórios do Windows virtulmente nunca usam extensões, mas talvez um dia venham a usar.

ANDREWS. TANENBAUM, HERBERT BOS - SISTEMAS OPERACIONAIS MODERNOS - 4a EDIÇÃO - Capítulo 4