标签：EXT2 第十一章 文件系统 笔记 学习 索引 算法 挂载 节点
第十一章 EXT2文件系统
1.EXT2文件系统
- 多年来，Linux 一直使用EXT2(Card等 1995)作为默认文件系统。EXT3(EXT3，14)是 EXT2 的扩展。EXT3 中增加的主要内容是一个日志文件，它将文件系统的变更记录在日志中。日志可在文件系统崩溃时更快地从错误中恢复。没有错误的 EXT3 文件系统与 EXT2 文件系统相同。EXT3 的最新扩展是 EXT4(Cao 等 2007)。EXT4 的主要变化是磁盘块的分配。在 EXT4中，块编号为48位。EXT4不是分配不连续的磁盘块，而是分配连续的磁盘块区，称为区段。
2.EXT2文件系统数据结构
- (1) 通过mkfs创建虚拟磁盘
- 命令
mke2fs [-b blksize -N ninodes] device nblocks
在设备上创建一个带有nblocks个块（每个块大小为blksize字节）和ninodes个索引节点的EXT2文件系统。
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(2)虚拟磁盘布局
- Block#0：引导块 B0是引导块，文件系统不会使用它。它用来容纳一个引导程序，从磁盘引导操作系统。
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(3) 超级块
-
Block#1：超级块（在硬盘区分中字节偏移量为1024）B1是超级块，用于容纳整个文件系统的信息。
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(4)块组描述符
- Block#2：块组描述符块(硬盘上的s_first_data_block+1)
- Block#8：块位图
- Block#9：索引节点位图
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(5）索引节点
- Block#10：索引（开始）节点，每个文件用一个128字节（EXT4中是256字节）的唯一索引节点结构体表示
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(6）数据块
- 紧跟在索引节点后面的是文件存储数据块。
-
(7)目录条目
-
目录包含dir_entry结构
-
EXT2在硬盘上的索引节点的数据结构如下：
3.邮差算法
- 例：一个城市有M个街区，编号从0到M-1。每个街区有N座房子，编号从0到N-1。每座房子有一个唯一的街区地址，用（街区，房子）表示，其中0≤街区＜M，0≤房子＜N。外人不熟悉该街区寻址方案，采用线性方法将房子地址编为0，1，…，N-1，N，N+1等。已知某个街区地址BA=(街区，房子)，如何转换为线性地址LA，相反，已知线性地址，如何转换为街区地址？
- LA=N*block + house；
- BA=(LA/N, LA%N)； （只有从0开始计数转换才有效）
4.遍历算法
- 读取超级块；
- 读取块组描述符块（1+s_first_data_block），以访问组0描述符；
- 读取InodeBeginBlock，获取/的索引节点，即INODE#2；
- 将路径名标记为组件字符串，假设组件数量为n；
- 从3中的根索引节点开始，在其数据块中搜索name[0]；
- 使用索引节点号ino来定位相应的索引节点。Ino从1开始计数，使用邮差算法计算包含索引节点的磁盘块及其在该块中的偏移量；
- 由于5~6步将会重复n次，所以最好编写一个搜索函数。
5.EXT2文件系统的实现
- 是当前运行进程的PROC结构体。在实际系统中，每个文件操作都是由当前执行的进程决定的。每个进程都有一个cwd，指向进程当前工作目录（CWD）的内存索引节点。它还有一个文件描述符数组fd］，指向打开的文件实例。
- 是文件系统的根指针。它指向内存中的根索引节点。当系统启动时，选择其中一个设备作为根设备，它必须是有效的EXT2文件系统。根设备的根索引节点（inode＃2）作为文件系统的根（1）加载到内存中。该操作称为“挂载根文件系统”。
- 是一个openTable条目。当某个进程打开文件时，进程fd数组的某个条目会指向openTable，openTable指向打开文件的内存索引节点。
- 是内存索引节点。当需要某个文件时，会把它的索引节点加载到minode 槽中以供使用。因为索引节点是唯一的，所以在任何时候每个索引节点在内存中都只能有一个副本。在minode中，（dev，ino）会确定索引节点的来源，以便将修改后的索引节点写回磁盘。refCount字段会记录使用minode的进程数。
dirty字段表示索引节点是否已被修改。挂载标志表示索引节点是否已被挂载，如果已被挂载，mntabPtr将指向挂载文件系统的挂载表条目。lock字段用于确保内存索引节点一次只能由一个进程访问，例如在修改索引节点时，或者在读／写操作过程中。 - 是已挂载的文件系统表。对于每个挂载的文件系统，挂载表中的条目用于记录挂载的文件系统信息，例如挂载的文件系统设备号。在挂载点的内存索引节点中，挂载标志打开，mntabPtr指向挂载表条目。在挂载表条目中，mntPointPtr指向挂载点的内存索引节点。
6.基本文件系统
- type.h文件
- global.c文件
- mount-root文件
7.1级文件系统函数
- mkdir算法
- creat算法
- mkdir-creat的实现
- rmdir算法
- link算法
- unlike算法
- symlink算法
- readlink算法
8.2级文件系统函数
- open算法
- lseek
- close算法
- 读取普通文件
- 写普通文件
- opendir-readdir
9.3级文件系统函数
- 挂载算法
- 卸载算法
- 交叉挂载点
- 文件保护
10.实践
-
查看文件操作系统
-
df命令
标签：EXT2,第十一章,文件系统,笔记,学习,索引,算法,挂载,节点 来源： https://www.cnblogs.com/zhangwenying/p/15415795.html
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