第十一章学习笔记

一、课本知识

1.EXT2文件系统

The Second Extended File System (ext2)文件系统是Linux系统中的标准文件系统，是通过对Minix的文件系统进行扩展而得到的，其存取文件的性能极好。在ext2文件系统中，文件由inode（包含有文件的所有信息）进行唯一标识

2.硬盘组成与分割

磁盘的物理组成，整颗磁盘的组成主要有：

圆形的磁盘盘(主要记录数据的部分)；
机械手臂，与在机械手臂上的磁盘读取头(可擦写磁盘盘上的数据)；
主轴马达，可以转动磁盘盘，让机械手臂的读取头在磁盘盘上读写数据
扇区(Sector)为最小的物理储存单位，每个扇区为 512 bytes；
将扇区组成一个圆，那就是磁柱(Cylinder)，磁柱是分割槽(partition)的最小单位；
第一个扇区最重要，里面有：主要启动区(MBR)及分割表(partition table)，其中 MBR 占有 446 bytes，而 partition table 则占有 64 bytes。
各种接口的磁盘在Linux中的文件名分别为：

/dev/sd[a-p][1-15]：

为SCSI, SATA, U盘, Flash闪盘等接口的磁盘文件名；

/dev/hd[a-d][1-63]：

为 IDE 接口的磁盘文件名；

3.通过mkfs创建虚拟磁盘

在Linux下,使用命令

mke2fs [-b blksize -N inodes] device blocks

在设备上创建一个带有nblocks个块和 inodes个索引节点的EXT2文件系统。设备可以是真实设备,也可以是虚拟磁盘文件。如果未指定 E blksize,则默认块大小为1KB。如果未指定 ninnies,mke2s将根据 blocks计算一个默认的 I inodes数。得到的EXT2文件系统可在 Linux中使用。

dd if=/dev/zero of=vdisk bs=1024 count=1440
mke2fs vdisk 1440

在名为vdisk的虚拟磁盘文件上创建一个EXT2文件系统，有1440个大小为1KB的块。

4.块组描述符

块组描述符块eXT2将磁盘块分成几个组
每个组有8192个块(硬盘上的大小为32K)
每组用一个块组描述符结构体来描述

由于一个虚拟软盘(FD)只有1440个块,B2就只包含一个块组描述符。其余的都是0在有大量块组的硬盘上,块组描述符可以跨越多个块。

块组描述符中最重要的字段是bgblock bitmap、 bg inode bitmap和 bg inode table,它们分别指向块组的块位图、索引节点位图和索引节点起始块。

5.索引节点

每个文件都用一个128字节(EXT4中是256字节)的唯一索引节点结构体表示。下面列出了主要索引节点字段。block[15]数组包含指向文件磁盘块的指针,这些磁盘块有

直接块: i block[0]至 i block[,指向直接磁盘块。
间接块: i block[12]指向一个包含256个块编号(于1 KB BLKSIZE)的磁盘块,每个块编号指向一个磁盘块。
双重间接块: i block[13指向一个指向256个块的块,每个块指向256个磁盘块。
三重间接块: i block[11是三重间接块。对于“小型”EXT2文件系统,可以忽略它。

索引节点大小(128或256)用于平均分割块大小(1B或4KB),所以,每个索引节点块都包含整数个索引节点。在简单的EXT2文件系统中,索引节点的数量是184个(inux默认值)。索引节点块数等于184/8=23个。

因此,索引节点块为B10至B32。每个索引节点都有一个唯一的索引节点编号,即索引节点在索引节点块上的位置+1。注意,索引节点位置从0开始计数,而索引节点编号从1开始计数。0索引节点编号表示没有索引节点根目录的索引节点编号为2。同样,磁盘块编号也从1开始计数,因为文件系统从未使用块0。块编号0表示没有磁盘块。

6.数据块

紧跟在索引节点块后面的是文件存储数据块。假设有184个索引节点，第一个实际数据块是B33，它就是根目录/的i _block[0]。

7.目录条目

目录包含dir_entry结构，即

struct ext2_ dir_ entry_ _2{
u32 inode;// inode number; count from 1, NOT 0
u16 rec_ len;// this entry's length in bytes
u8 name_ len;// name length in bytes
u8 file_ type;// not used
char name[EXT2_ NAME LEN]; // name: 1-255 chars, no ending NULL
);

dir_entry是一种可扩充结构。名称字段包含1到255个字符，不含终止NULL。所以dir_entry 的rec_len 也各不相同。