第十一章读书笔记

第十一章读书笔记
EXT2文件系统

• 11.1：EXT2文件系统

Linux一直使用XET2，EXT3作为2的扩展，增加了日志文件，他将文件系统变更记录在日志当中。EXT4是EXT3的拓展，主要变化就是磁盘块的变化，分配连续的磁盘块，连续的磁盘块区组成区段。

• 11.2：EXT2文件系统数据结构

1. 11.2.1:通过mkfs创建虚拟磁盘
   
   

2. 11.2.2：虚拟磁盘布局
   

Block#0：引导块 B0（boot）是引导块，文件系统不会使用；它用来容纳一个引导程序，从磁盘引导一个操作系统。

1. 11.2.3：超级块
   Block#1：超级块 B1（super）是超级块，用来容纳整个文件系统的信息。
   

s_magic：标识文件系统类型的幻数。）EXT2/3/4的幻数是：0XEF35

1. 11.2.4：块组描述符
   Block#2：块组描述符 EXT2将磁盘分为几组。每组有8192个块（32K）。每组用一个块组描述符结构体来表示。
   

2. 11.2.5：块和索引结点位图
   Block#8：块位图（Bmap）用来表示某种项的位序列。位图用于分配和回收项。Block#0未被文件系统使用，所以位图只有1439个。
   Block#9：索引节点位图（Imap）一个索引节点就是用来标识一个文件的数据结构。EXT2 FS中前十个索引节点被预留置为1，其他为0.

3. 11.2.6：索引节点
   Block#10：索引开始结点，每一个文件都由128字节（EXT4是256字节）的唯一的索引节点结构体表示。
   

索引节点块从B10到B32

1. 11.2.7：数据块
   第一个数据块，B33他就是根目录的i_block[0]。
2. 11.2.8：目录条目
   目录包含dir_entry结构
   

• 11.3邮差算法
  

1. 11.3.1：C语言中Test-Set-Clear位
   在C语言中，使用邮差算法直接直接操作位图中的位。
2. 11.3.2将索引节点号转换为磁盘上的索引节点
   

• 11.4编程示例
  换源无果，这一部分代码并没有运行。

1. 11.4.1：显示超级块
   通过系统调用，读入系统文件，并且用超级块结构体将文件的超级块信息进行存储。将读取到的文件buf通过强制转换，变成SUPER类型的数据。最后将数据打印出来。
2. 11.4.2：显示位图
   获取文件的位图的ninodes和imapblk通过邮差法将位图打印出来（邮差法在此处的作用在于进制转换）
3. 11.4.3：显示根索引结点
4. 11.4.5：显示目录条目

• 11.5遍历EXT2文件系统树

1. 11.5.1：遍历算法
   （1）读取超级快。检查幻数，验证他是否为）0xEF53
   （2）读取块组描述符，已访问组0描述符。
   （3）读取InodeBeginBlock，获取根节点的索引节点
   （4）将路径名标记为组件字符串，假设组件数量为n
   （5）从（3）中的根索引结点开始，在其数据块中搜索name[0]，通过使用下面这段代码跳转到下一个dir_entry
   

（6）使用索引节点号来定位相应的索引节点
（7）多次重复5到6，重复次数n。

1. 11.5.2将路径名转换为索引节点
   使用函数path2inode（），是文件系统之中最重要的函数

指向文件索引节点的文件指针。

• 11.6 EXT2文件系统的实现

1. 11.6.1文件系统的结构
   

（1）是当前运行进程的PROC结构体。
（2）是文件系统的根指针
（3）是一个openTable条目
（4）是内存索引节点
（5）是已挂载的文件系统表

1. 11.6.2文件系统的级别
   第一级别实现基本的文件系统树。包含以下文件
   

第一级别FS函数的用户命令程序有：
Mkdir、creat、Mknod、rmdir、link、unlink、symlink、rm、ls、cd、pwd

第2级别实现文件内容的读写函数

第3级别实现文件系统的挂载、卸载和文件保护

• 11.7 基本文件系统

1. 11.7.1 type.h文件
   
   
   
   

2. 11.7.2 global.c文件
   

3. 11.7.3 使用程序函数

（1）get_block/put_block函数

（2）iget（dev，ino）函数：返回一个指针，指向包含INODE（dev，ino）的内存minode

（3）The iput（INODE *mip）函数：该函数会释放一个mip指向的用完的minode。

（4）getino（）函数：实现文件系统树遍历算法

（5）getino（）/iget()/iput()的使用：

1. 11.7.5 mount-root
   mount-root.c文件包含mount-root()函数，在系统初始化期间调用该函数来挂载根文件系统。
   
   
   
   
   

• 11.8 1级文件系统函数

1. 11.8.1 mkdir算法
   

2. 11.8.2 creat算法
   

3. 11.8.4 rmdir算法
   

4. 11.8.6 link算法
   

5. 11.8.7 unlink算法
   

6. 11.8.8 symlonk算法
   

• 11.9 2级文件系统函数

1. 11.9.1 open算法
   

2. 11.9.2 lseek
   

3. 11.9.3 close算法
   

4. 11.9.4 读取普通文件
   
   

5. 11.9.5 写普通文件
   

• 11.10 3级文件系统

1. 11.10.1 挂载算法
   

2. 11.10.2 卸载算法
   

3. 11.10.3 交叉挂载点
   向上遍历、向下遍历；遍历一个路径名时，两个方向的挂载点可能会出现交叉。

4. 11.10.4文件保护
   对文件权限的管理，每个文件的索引节点都有一个i_mode字段，有9位是权限。