1. Unix 文件系统
1.1 概览
- 超级块
存放文件系统本身的信息，比如每个区域的大小，未被使用的磁盘块信息，等等。
- i-节点表
每个文件都有一些属性，比如大小，文件的所有者，最近修改时间等。 这些性质都被存在一个i-节点的结构中。 i-结构表中每个i-节点都用位置来标识，标识为2的i-节点位于节点表中的第三个位置。
- 数据区
略
1.2 创建一个文件的过程
步骤如下：
- 存储文件属性
内核先找到一个空的i-节点，将文件信息存入其中
- 存储数据
假如该文件需要3个存储磁盘块， 内核从自由块的列表中找出三个自由块，并将内核缓冲区中的数据复制到块中。
- 记录分配情况
内核在i-节点的磁盘分布区记录了上述磁盘块序列号
- 添加文件名到目录
内核将文件名与i-节点号存入目录文件中。
1.3 目录的工作过程
简单点说，就是文件名 与 i节点号，对应关系。
1.4 cat命令的工作原理
cat userlist
- 在文件目录中找到文件名
在目录文件中，找到userlist文件名，记录包含对应的i-节点号。
- 定位i-节点号并读取其内容
为了提高访问效率，内核可能将i-节点号放入缓存中。 i-节点号包含数据块编号。
- 访问文件内容的数据块
知道文件内容放在哪些数据块上，以及他们的顺序。 不断调用read函数，将字节从磁盘复制到内核缓冲区中。
1.5 i-节点与大文件
事实1： 一个大文件需要很多个磁盘块 事实2： i-节点中存放有磁盘分配表（13个分配链表）
问题： 一个固定大小的i-节点如何存储较长的分配表
方法： 1. 1–10 号链表块中存储的是实际数据的位置 2. 第11号链表指向一个间接块，间接块存放剩余的数据块地址。 3. 间接块满了，12号放二级间接块 4. 13 号放三级间接块
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2. 理解目录系统
2.1 与目录相关的命令与系统调用
mkdir
rmdir
该目录本身必须是空的，除了”.” 与 “..” 的入口。 在父目录中删除这个目录的链接，如果这个目录本身没有被别的进程占用，它的i-节点与数据块将要被释放
- rm
函数原型为unlink（）
- ln 函数原型为link int res = link(const char * oldname, const char * newname)
新旧名字不能相同
mv 改变文件和目录的名字或位子。 本质上是link 与 unlink
cd 改变当前目录，函数原型
chdir(const char *path)Unix上每个运行程序都有一个当前目录，集成中存放当前目录的i-节点变量。chdir改变进程的当前目录
2.2 PWD 的实现
过程：
getInode() 获取当前工作空间的inode节点。用stat来做。
nodetopath() ,将”.” 节点与 “..” 节点比较。
nodetoname();
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#include <stdio.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
ino_t get_inode(char *);
void printPathTo(ino_t);
void inum_to_name(ino_t , char *, int );
int main() {
printPathTo(get_inode("."));
putchar('\n');
return 0;
}
void printPathTo(ino_t inode) {
ino_t myInode ;
char itsName[BUFSIZ];
if (get_inode("..") != inode){
chdir("..");
inum_to_name(inode,itsName,BUFSIZ);
myInode = get_inode(".");
printPathTo(myInode);
}
printf("/%s",itsName);
}
ino_t get_inode(char *fname){
struct stat info;
if (stat (fname ,& info) == -1){
perror(fname);
exit(1);
}
return info.st_ino;
}
void inum_to_name(ino_t inode, char *names, int BUFSIZE) {
DIR *dir_ptr;
struct dirent *dirent;
dir_ptr = opendir(".");
if (dir_ptr == NULL){
perror(".");
exit(1);
}
while ( (dirent = readdir( dir_ptr)) != NULL){
if ( dirent->d_ino == inode){
strncpy(names,dirent->d_name,BUFSIZE);
names[BUFSIZE - 1] = '\0';
closedir(dir_ptr);
return;
}
}
perror("error looking");
exit(1);
}