《Unix&Linux系统编程》第十一章学习笔记
第11章 EXT2文件系统
Linux一直使用EXT2作为默认文件系统。EXT3是EXT2的扩展，增加了一个日志文件，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。EXT4则增加了磁盘块的分配，块编号为48位，它分配连续的磁盘块区（区段）。
11.1 EXT2文件系统数据结构
通过mkfs创建虚拟磁盘
11.2 虚拟磁盘布局
1.mkfs命令：
在Linux下，命令
mke2fs [-b blksize -N ninodes] device nblocks
创建一个由nblocks个块（块大小为blksize字节）和ninodes个索引节点的文件系统。
2.参数：
通过man mkfs 查询相关参数
device：预备检查的硬盘分区，例如：/dev/sda1
-V：详细显示模式
-t：给定档案系统的型式，Linux 的预设值为 ext2
-c：在制做档案系统前，检查该partition 是否有坏轨
-l bad_blocks_file：将有坏轨的block资料加到 bad_blocks_file 里面
block：给定 block 的大小
3.实例：
在一个名为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。
下面是磁盘块的内容：
Block#0：引导块，文件系统不使用它，用于容纳从磁盘引导操作系统的引导程序。
Block#1：超级块，用于容纳关于整个文件系统的信息。
Block#2：块组描述符块，EXT2将磁盘分成几个组（每组8192块），每组用一个块组描述符结构体描述。
Block#8：块位图，用来表示某种项的位序列。
Block#9：索引节点位图，用来代表一个文件的数据结构。
Block#10：索引节点，每个文件都用一个128字节（EXT4的是256字节）的独特索引节点结构体表示。
- 直接块：i_block[0]至i_block[11]指向直接磁盘块
- 间接块：i_block[12]指向一个包含256个块编号的磁盘块
- 双重间接块：i_block[13]指向一个指向256个块的块
- 重间接块：i_block[14]，对于“小型”EXT2文件系统可以忽略
数据块：紧跟在索引节点后面的文件存储数据块
目录条目：包含dir_entry结构，可扩充
11.3 邮差算法
Linear_address LA = N*block + house;
Block_address BA = (LA / N , LA % N);
注意：只有从0开始计数时，转换才有效。
- C语言中的Test-Set-Clear位
在C语言程序中，最小的可寻址单元时一个字符或字节。
*将索引节点号转换为磁盘上的索引节点
在EXT2文件系统中，每个文件都有一个唯一的索引节点结构。每个磁盘块包含：
INODES_PER_BLOCK = BLOCK_SIZE/sizeof(INODE)
11.4 访问和显示EXT2文件系统的内容
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安装ext2fs开发包
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显示超级块
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显示位图
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显示根索引节点
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显示目录条目
11.5 遍历EXT2文件系统树
1.遍历算法
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读取超级块
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读取块组描述符块
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读取InodeBeginBlock
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将路劲名标记为组件字符串
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在数据块中搜索name[0]
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使用索引节点号ino来定位相应的索引节点
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编写一个搜索函数，调用n次search（）
2.将路径名转换为索引节点
编写一个函数：INODE *path2inode(int fd,char *pathname)
3.显示索引节点磁盘块
编写一个showblock
11.6 基本文件系统
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type.h：包含了超块、组描述符、索引节点、目录条目结构；打开文件表、挂载表、PROC结构体和文件系统常数
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global.c：包含文件系统全局变量
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实用程序函数：get/put_block()、iget()、iput()、getino()
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mount-root.c：用于挂载根文件系统
11.7 1级文件系统函数
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mkdir算法：创建一个带路径名的新目录
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create算法：创建一个空的普通文件
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rmdir算法：删除目录
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link算法：创建从新文件到旧文件的硬链接（只能用于普通文件，不能用于目录）
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unlink算法：取消文件链接
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sylink算法：创建一个从新文件到旧文件的符号链接（可以链接到任何对象，目录或其他设备的文件）
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readlink算法：读取符号文件的目标文件名并返回目标文件名的长度
11.8 2级文件系统函数
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open算法：打开一个文件进行读或写
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lseek算法：将打开的文件描述符在OFT中的偏移量设置为从文件开头开始或当前位置开始的字节位置
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close算法：关闭文件描述符
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read系统调用：将n个字节从打开的文件描述符读入用户空间的缓冲区
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write系统调用：将n个字节从用户空间的缓冲区写入打开的文件描述符
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opendir-readdir：打开、读目录
11.9 3级文件系统
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挂载算法：mount
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卸载算法：将挂载的文件系统与挂载点分开
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交叉挂载点：修改getino(pathname)函数
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文件保护：通过文件索引节点中的权限位实现文件保护
问题与解答
Q：虚拟机重新开启时无法打开，如下图。
A：经过网站上搜索查询，进入到存放此台Vmware虚拟机虚拟磁盘文件及配置文件存放的位置，找到后缀为.lck文件夹，将后缀为.lck的文件夹删除，重新打开虚拟机即可。
Q：下载ext2fs.h头文件显示无法定位到软件包
A：暂未解决。。。
