linux教程 第06课_文件系统.ppt

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1、第5章Linux内核简介5.3文件系统操作系统中负责管理和存取文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理的文件以及实施文件管理所需的数据结构。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器的存储空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤消文件等。Linux支持多种不同的文件系统，如：ext,FAT,ext2,ext3,MINIX,MSDOS,SYSV等。目前，Linux

2、主要使用的文件系统是ext3。5.3文件系统5.3.1ext2文件系统ext2文件系统支持标准UNIX文件类型：普通文件、目录文件、特别文件和符号链接。ext2文件系统可以管理特别大的分区。ext2文件系统支持长文件名，最大长度为255个字符。ext2文件系统为超级用户保留了一些数据块，约为5%。1．ext2文件系统的物理结构2．块组的构造每个块组中包含超级块、组描述结构、块位图、索引节点位图、索引节点表和数据块。（1）超级块（Superblock）超级块中包含有文件系统本身的大小和形式的基本信息。每个块组都一个超级块。超级块中包含:幻数

3、、修订级别、安装计数和最大安装数、块组号码、数据块大小、每组数据块的个数、空闲块、空闲索引节点、第一个索引节点（2）块组描述结构（BlockGroupDescriptor）每个数据块组都有一个描述它的数据结构，即块组描述结构。包含以下信息：数据块位示图、索引节点位示图、索引节点表、空闲块数、空闲索引节点数和已用目录数。3．索引节点（Inode）索引节点又被称为I节点，每个文件都有惟一一个索引节点。ext2文件系统的索引节点起着文件控制块的作用，利用这种数据结构可对文件进行控制和管理。索引节点有两种形式：盘索引节点(如ext2_inode)

4、和内存索引节点(如inode)。索引节点包括以下一些主要内容：（1）文件模式，描述文件属性和类型。（2）文件属主信息，包括文件主标志号和同组用户标志号。（3）文件大小，即文件的字节大小。（4）时间戳，包括索引节点建立的时间、最近访问时间、最后修改时等。（5）文件链接计数。（6）数据块索引表。利用多重索引表的结构存放指向文件数据块的指针。4．多重索引结构ext2文件索引●直接指针有12个，一级、二级、三级间接指针各1个，共15个指针项。每个指针项存储了一个4字节的磁盘块指针，每个磁盘块大小为1KB，因此文件系统的总大小不超过4TB。求：一个

5、大小为512KB的文件，共消耗了多少个磁盘块？5．ext2中的目录项当创建一个文件时，就构成一个目录项，并添加到相应的目录文件中。一个目录文件可以包含很多目录项，每个目录项(如ext2文件系统的ext2_dir_entry_2)包含的信息有：●索引节点号●目录项长度●名字长度●文件类型●文件名字6．位示图利用一串二进位的值来反映该块组中数据块的分配情况，也称作位向量(BitVector)法。设下列数据块是空闲的：2，3，4，5，8，9，10，11，12，13，17，18，25，26，27，...则块位示图的表示为：100001100000

6、011100111111000...5.3.2虚拟文件系统1．VFS系统结构VFS是建立在具体文件系统之上的，它为用户程序提供一个统一的、抽象的、虚拟的文件系统界面。这个抽象的界面主要由一组标准的、抽象的有关文件操作构成，以系统调用的形式提供给用户程序2.VFS超级块每个安装的文件系统都有一个VFS超级块，其中包含以下主要信息：●设备标识符●索引节点指针●数据块大小●超级块操作集●文件系统类型●文件系统的特殊信息3．VFS索引节点VFS中每个文件和目录都有一个且只有一个VFS索引节点4．Linux文件系统的逻辑结构5．文件系统的安装与拆卸

7、根文件系统一旦安装上，则在整个系统运行过程中是不能卸载的其他的文件系统（例如，由软盘构成的文件系统）可以根据需要（如从硬盘向软盘复制文件），作为子系统动态地安装到主系统中6．VFS索引节点缓存和目录缓存其基本思想是，VFS索引节点在数据结构上被链入不同的散列队列，具有相同散列值的VFS索引节点在同一队列中。设置一个散列表，其中每一项包含一个指向VFS索引节点散列队列的头指针。散列值是根据文件系统所在块设备的标志符和索引节点号码计算出来的目录缓存也采用散列表的方法进行管理。表中每一项都是一个指针，指向有相同散列值的目录缓存队列。散列值是利用

8、文件系统所在设备的号码和目录名来计算的7．数据块缓冲区采用多重缓冲技术，来平滑和加快文件信息从内存到磁盘的传输一个缓冲区由两部分组成：存放数据的缓冲区和一个缓冲控制块缓冲区和缓冲控制块是一一对