cat userlist的理解

学习要求

Linux文件系统的三层抽象是什么？
写出Cat userlist的过程，要详述目录文件，i-node.数据块，要画图示意
假设块大小为4k, userlist的大小不小于10k,自己假设大小

Linux文件系统的三层抽象

文件系统可以用来储存文件内容，文件属性和目录。Unix把磁盘块分成了3个部分来储存上述信息。
超级块：文件系统中第一个块被称为超级块。这个块存放文件系统本身的结构信息。比如，超级块记录了每个区域的大小，超级块也存放未被使用的磁盘块的信息。
I-节点表：超级块的下一个部分就是i-节点表。每个i-节点就是一个对应一个文件/目录的结构，这个结构它包含了一个文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置等信息。一个文件系统维护了一个索引节点的数组，每个文件或目录都与索引节点数组中的唯一一个元素对应。系统给每个索引节点分配了一个号码，也就是该节点在数组中的索引号，称为索引节点号
数据区：文件系统的第3个部分是数据区。文件的内容保存在这个区域。磁盘上所有块的大小都一样。如果文件包含了超过一个块的内容，则文件内容会存放在多个磁盘块中。一个较大的文件很容易分布上千个独产的磁盘块中。

写出Cat userlist的过程，要详述目录文件，i-node.数据块，要画图示意。

考虑以下指令：

当who命令完成时，文件系统中增加了一个存放命令who输出内容的新文件，cat命令读取文件内容并将其打印到了终端上

文件有内容和属性，内核将文件内容存放在数据区，文件属性存放在i-节点，文件名存放在目录

图片参考https://blog.csdn.net/zhizhengguan/article/details/117295661

——cat的过程，实际上是读取文件并将其打印到终端的过程
具体来说：

（1）在目录中寻找文件名

文件名存储在目录文件中。内核在目录文件中寻找包含所在的记录对应编号的i-node节点

（2）定位i-节点号并读取内容
内核在文件系统中的i-node区域找到i-节点（假设为50）。定位一个i-节点一些简单的计算，所有的i-节点号大小相同，每个磁盘块都包含相同数量的i-节点。为了提高访问效率，内核有可能将i-节点置于缓冲区中。i-节点包含数据块编号的列表

（3）访问存储文件内容的数据块

通过以上调用构成，内核已经可以知道文件内容存放在哪些数据块上，以及它们的顺序。由于cat不断的调用read函数，使得内核不断将字节从磁盘复制到内核缓存区，进而到达用户空间

所有从文件读取数据的命令，比如，cat、cp、more、who等，都是将文件名传给open来访问文件内容，对open的每次调用都是先在目录中寻找文件名，然后根据目录中的i-节点号获得文件的属性，最终找到文件的内容。

inode具体信息

文件字节数
文件类型
文件权限
文件的User ID
文件的Group ID
文件在磁盘中的位置
文件的节点号
文件链接数
文件最后修改的时间
文件最后使用（读取或执行）的时间
文点自身最后改变的时间，如设置权限。