第10章操作系统.ppt

第10章 LINUX文件系统 10.1 LINUX文件系统的特点与文件类别10.2 LINUX的虚拟文件系统 10.3 文件系统的注册和挂装 10.4 进程与文件系统的联系 10.5 ext2文件系统 10.6 块设备启动 10.7 字符设备启动 本章小结 习题 10.1 LINUX文件系统的特点与文件类别 10.1.1 特点 从用户的角度看，LINUX文件系统具有如图10.1所示的树形层次结构： 在图中，根目录root之下有dev设备子目录，bin实用程序子目录，lib库文件子目录，tmp临时文件子目录，usr通用子目录等。 图10.1 LINUX文件系统的层次结构例 路径名确定一个文件在文件系统中的位置。 一个完整的路径名由代表根目录的斜杠开始，到所指定的文件为止。 例如在图10.1中，“/usr/bin/man”确定了文件 man在文件系统中的位置。(绝对路径) 路径名也可从正在执行进程的当前目录开始指定，例如，若在图10.1中的当前目录是zhang 的话，路径名 a.txt与/home/zhang/a.txt具有相同的效果。(相对路径) LINUX文件系统特点： · 树形结构 · 文件是无结构的字符流式文件。 · 文件可以动态地增长或减少。 · 文件数据可由文件拥有者设置相应的访 问权限而受到保护。 · 外部设备，例如终端用磁带、磁盘设备、 键盘等都被看作文件。 在文件系统中，设备文件占据着文件系统目录结构中相应的位置，用户程序按与存取其他文件时所使用的系统调用和语法来读、写设备文件。 用户程序既没有必要知道设备的内部特性，也不必在更换或增加设备之后修改自己。 10.1.2 文件类型 6种： 普通文件：存储用户和系统的有关数据和程序的文件。 它是无结构、无记录概念的字符流式文件。 2.目录文件 是由文件系统中的各个目录所形成的文件。 在形式上同普通文件一样，由系统将其解释成目录。 在LINUX系统中，一个目录文件由多个目录项组成，而每个目录项则由文件名及指示相应的文件索引节点(inode) 的标识符id组成。 普通文件和目录文件都是无结构、无记录概念的字符流式文件。 3.设备文件与普通文件和目录文件不同，它除了在目录文件和文件索引节点表中占据相应的位置外，并不占有实际的物理存储块。 对设备文件的读、写操作实际上为对设备的操作，而对设备文件的保护也将变成对设备的保护。 例如：#cp /dev/tty1 terminalread 把在第一个终端上敲进的字符(设备文件/dev/tty1是用户终端1) 读入，并把它们复制到文件 terminalread上。 4.有名管道（FIFO） 5.软链接 6.UNIX域套接字 10.2 LINUX虚拟文件系统 10.2.1 虚拟文件系统VFS框架 LINUX内核使用虚拟文件系统VFS（Virtual File Switch）。 给用户提供文件系统接口，使用多个不同的文件系统。 VFS提供一个抽象基类，由这个基类派生的子类支持具体的文件系统。 支持的文件系统有： a.基于磁盘的文件系统：ext2，ext3，reiserfs，JFS，XFS等；UNIX SYSTEM V 的文件系统；微软的MS-DOS，vfat及ntfs；ISO 9660光盘文件系统等。 b.基于网络的文件系统，如NFS，SMB，OCFS等。 c.特殊的文件系统，如proc，sysfs。它们并不管理真正的磁盘空间，而是通过它们访问内核数据。 10.2.2 LINUX虚拟文件系统的数据结构 组成： 超级块super-block：存放已挂装文件系统的有关信息 索引节点inode：一个具体文件的信息 文件file：存放打开文件与进程之间进行交互的有关信息 目录项dentry：保存目录项与相应文件进行链接的信息 1.VFS的超级块super-block 每个文件系统分配一个超级块，用双向循环链组成一个链表。 主要成员：略 P250 超级块操作：struct super-operations描述，地址存放在s_op中。 每个具体的文件系统，都要提供超级块的具体实现。以实现文件的挂装，卸载，读写inode等。 2. 索引节点inode 存放文件系统处理所需要的所有信息。 索引节点操作:inode-operation描述。 3. 文件file 描述的是进程和一个打开文件交互的过程。 当一个文件被打开时创建file结构。 4. 目录项 dentry 当目录读入内存，VFS就把它转换为基于dentry的一个目录项对象。