Linux 文件系统体系结构

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基本的文件系统体系结构

Linux 文件系统体系结构是一个对复杂系统进行抽象化的有趣例子。通过使用一组通用的API 函数,Linux 可以在许多种存储设备上支持许多种文件系统。例如,read函数调用可以从指定的文件描述符读取一定数量的字节。read函数不了解文件系统的类型,比如ext3 或NFS。它也不了解文件系统所在的存储媒体,比如AT Attachment Packet Interface(ATAPI)磁盘、Serial-Attached SCSI(SAS)磁盘或Serial Advanced Technology Attachment(SATA)磁盘。但是,当通过调用read函数读取一个文件时,数据会正常返回。本文讲解这个机制的实现方法并介绍Linux 文件系统层的主要结构。

回页首

什么是文件系统?

首先回答最常见的问题,“什么是文件系统”。文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制。由于定义如此宽泛,支持它的代码会很有意思。正如前面提到的,有许多种文件系统和媒体。由于存在这么多类型,可以预料到Linux 文件系统接口实现为分层的体系结构,从而将用户接口层、文件系统实现和操作存储设备的驱动程序分隔开。

挂装

在Linux 中将一个文件系统与一个存储设备关联起来的过程称为挂装(mount)。使用mount命令将一个文件系统附着到当前文件系统层次结构中(根)。在执行挂装时,要提供文件系统类型、文件系统和一个挂装点。

为了说明Linux 文件系统层的功能(以及挂装的方法),我们在当前文件系统的一个文件中创建一个文件系统。实现的方法是,首先用dd命令创建一个指定大小的文件(使用/dev/zero 作为源进行文件复制)——换句话说,一个用零进行初始化的文件,见清单1。

清单 1. 创建一个经过初始化的文件

现在有了一个10MB 的file.img 文件。使用losetup命令将一个循环设备与这个文件关联起来,让它看起来像一个块设备,而不是文件系统中的常规文件:

这个文件现在作为一个块设备出现(由/dev/loop0 表示)。然后用mke2fs在这个设备上创建一个文件系统。这个命令创建一个指定大小的新的ext2 文件系统,见清单2。

清单 2. 用循环设备创建ext2 文件系统

使用mount命令将循环设备(/dev/loop0)所表示的file.img 文件挂装到挂装点

/mnt/point1。注意,文件系统类型指定为ext2。挂装之后,就可以将这个挂装点当作一个新的文件系统,比如使用ls命令,见清单3。

清单 3. 创建挂装点并通过循环设备挂装文件系统

如清单4 所示,还可以继续这个过程:在刚才挂装的文件系统中创建一个新文件,将它与一个循环设备关联起来,再在上面创建另一个文件系统。

清单 4. 在循环文件系统中创建一个新的循环文件系统

VFS 是底层文件系统的主要接口。这个组件导出一组接口,然后将它们抽象到各个文

件系统,各个文件系统的行为可能差异很大。有两个针对文件系统对象的缓存(inode 和dentry)。它们缓存最近使用过的文件系统对象。

每个文件系统实现(比如ext2、JFS 等等)导出一组通用接口,供VFS 使用。缓冲

区缓存会缓存文件系统和相关块设备之间的请求。例如,对底层设备驱动程序的读写请求会通过缓冲区缓存来传递。这就允许在其中缓存请求,减少访问物理设备的次数,加快访问速度。以最近使用(LRU)列表的形式管理缓冲区缓存。注意,可以使用sync 命令将缓冲区缓存中的请求发送到存储媒体(迫使所有未写的数据发送到设备驱动程序,进而发送到存储设备)。

这就是VFS 和文件系统组件的高层情况。现在,讨论实现这个子系统的主要结构。

主要结构

Linux 以一组通用对象的角度看待所有文件系统。这些对象是超级块(superblock)、inode、dentry 和文件。超级块在每个文件系统的根上,超级块描述和维护文件系统的状态。文件系统中管理的每个对象(文件或目录)在Linux 中表示为一个inode。inode 包含管理文件系统中的对象所需的所有元数据(包括可以在对象上执行的操作)。另一组结构称为dentry,它们用来实现名称和inode 之间的映射,有一个目录缓存用来保存最近使用的dentry。dentry 还维护目录和文件之间的关系,从而支持在文件系统中

移动。最后,VFS 文件表示一个打开的文件(保存打开的文件的状态,比如写偏移量

等等)。

虚拟文件系统层

VFS 作为文件系统接口的根层。VFS 记录当前支持的文件系统以及当前挂装的文件系统。

可以使用一组注册函数在Linux 中动态地添加或删除文件系统。内核保存当前支持的

文件系统的列表,可以通过/proc 文件系统在用户空间中查看这个列表。这个虚拟文件还显示当前与这些文件系统相关联的设备。在Linux 中添加新文件系统的方法是调用register_filesystem。这个函数的参数定义一个文件系统结构

(file_system_type)的引用,这个结构定义文件系统的名称、一组属性和两个超级块函数。也可以注销文件系统。

在注册新的文件系统时,会把这个文件系统和它的相关信息添加到file_systems 列表

中(见图2 和linux/include/linux/mount.h)。这个列表定义可以支持的文件系统。在命令行上输入cat /proc/filesystems,就可以查看这个列表。

图 2. 向内核注册的文件系统

VFS 中维护的另一个结构是挂装的文件系统(见图3)。这个结构提供当前挂装的文件系统(见linux/include/linux/fs.h)。它链接下面讨论的超级块结构。

图 3. 挂装的文件系统列表

超级块

超级块结构表示一个文件系统。它包含管理文件系统所需的信息,包括文件系统名称(比如ext2)、文件系统的大小和状态、块设备的引用和元数据信息(比如空闲列表等等)。

超级块通常存储在存储媒体上,但是如果超级块不存在,也可以实时创建它。可以

在 ./linux/include/linux/fs.h 中找到超级块结构(见图4)。

图 4. 超级块结构和inode 操作

超级块中的一个重要元素是超级块操作的定义。这个结构定义一组用来管理这个文件系统中的inode 的函数。例如,可以用alloc_inode分配inode,用destroy_inode 删除inode。可以用read_inode和write_inode读写inode,用sync_fs执行文件系统同步。可以在 ./linux/include/linux/fs.h 中找到super_operations结构。每个文件系统提供自己的inode 方法,这些方法实现操作并向VFS 层提供通用的抽象。

inode 和dentry

inode 表示文件系统中的一个对象,它具有惟一标识符。各个文件系统提供将文件名映射为惟一inode 标识符和inode 引用的方法。图 5 显示inode 结构的一部分以及两个相关结构。请特别注意inode_operations和file_operations。这些结构表示可以在这个inode 上执行的操作。inode_operations定义直接在inode 上执行的操作,而file_operations定义与文件和目录相关的方法(标准系统调用)。

图 5. inode 结构和相关联的操作

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(完整版)linux文件系统管理-权限管理实验4报告

实验报告 课程Linux系统应用与开发教程实验名称linux文件系统管理-权限管理(高级设置) 一、实验目的 1、掌握Linux文件系统权限的设置 2、掌握linux用户帐号与组管理 3、掌握linux 文件共享的设置方法 4、掌握linux 文件共享的权限设置方法 二、实验内容 1、使用root帐号通过系统提供的6个虚拟控制台登陆到linux,或在x-windows开启一个终端。 2、完成以下的实验内容 (1)、假设你是系统管理员:现要在公司linux服务器系统中新增一些用户与一个用户组。 ?使用groupadd account 添加一个名为account的组 ?使用useradd -G account acc-user1,(该命令将添加一个用户名为acc-user1的用户, 同时会建立一个与用户名同名的私有组(该私有组为用户的默认组,这个组中只有一个用户名),并把该用户将加入account的标准组,同时,按同样的方法建立acc-user2、acc-user3、acc-user4。 ?建立用户后,请使用x-window中的用户与组管理工具查看用户与组建立情况,检查用户与组的归属情况。 (2)、开启多个控制台,分别使用acc-user1、acc-user2、acc-user3登陆系统(可以在控制台分别登陆,也可以在X-windows中多开几个终端程序,默认使用root登陆,然后使用su命令通过切换用户的方式登陆,其语法为“su - user-name”,提示可以在登陆成功后运行命令“id”查看当前登陆的用户属于哪些组,当前的默认组是什么?) (3)、为account组建立一个公共共享目录/home/account-share,满足以下的权限设定要求,以及设置何种的umask: ?该目录的拥有者为acc-user1,所属组为account。 ?在该目录下建立一个/home/account-share/full-share的子目录,修改该目录的权限,使得account组的成员均能在对该目录有完全控制权限,account组外的其他用户没有任何权限,即account组的成员都可以在该目录下建立文件,同时在该子目录full-share下建立的文件,只有文件建立者有权限删除,并且每个用户在该子目录full-share下建立的文件也能自动与该account组成员可读共享。 ?在/home/account-share/为每个用户建立一个与用户名同名的子目录(如/home/account-share/acc-user1为用户acc-user1的目录,其拥有者为acc-user1,所在的组为account),配置该子目录的拥有者有完全控制权限,而同组用户只能读取,同时在用户在该目录下建立的文件,可供同组用户读。 (4)、考虑完成以上的共享目录权限设置,应注意哪些设置。包括目录的权限,目录的拥有者,目录所在的组,具体文件的权限,umask设置等。 (5)、实验报告应体现出使用不同身份的用户对所配置目录的访问测试过程。 三、实验环境 安装有vmware或visual pc软件的window主机,系统中有提供turbolinux或redhat的硬盘

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操作系统实验5文件系统:Linux文件管理

实验5 文件系统:Linux文件管理 1.实验目的 (1)掌握Linux提供的文件系统调用的使用方法; (2)熟悉文件和目录操作的系统调用用户接口; (3)了解操作系统文件系统的工作原理和工作方式。 2.实验内容 (1)利用Linux有关系统调用函数编写一个文件工具filetools,要求具有下列功能:*********** 0. 退出 1. 创建新文件 2. 写文件 3. 读文件 4. 复制文件 5. 修改文件权限 6. 查看文件权限 7. 创建子目录 8. 删除子目录 9. 改变当前目录到指定目录 10. 链接操作 *********** 代码: #include #include #include #include #include #include #include #include void menu(void); void openfile(void); void writefile(void); void readfile(void); void copyfile(void); void chmd(void); void ckqx(void); void cjml(void); void scml(void); void ggml(void); void ylj(void); int main() { int choose; int suliangjin=1;

menu(); scanf("%d",&choose); while(choose!=0) { switch(choose) { case 1:openfile();break; case 2:writefile();break; case 3:readfile();break; case 4:copyfile();break; case 5:chmd();break; case 6:ckqx();break; case 7:cjml();break; case 8:scml();break; case 9:ggml();break; case 10:ylj();break; } menu(); scanf("%d",&choose); } return 0; } void menu(void) { printf("文件系统\n"); printf("1.创建新文件\n"); printf("2.写文件\n"); printf("3.读文件\n"); printf("4.复制文件\n"); printf("5.修改文件权限\n"); printf("6.查看文件权限\n"); printf("7.创建子目录\n"); printf("8.删除子目录\n"); printf("9.改变目前目录到指定目录\n"); printf("10.链接操作\n"); printf("0.退出\n"); printf("请输入您的选择...\n"); } void openfile(void) { int fd; if((fd=open("/tmp/hello.c",O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR,0666))<0) perror("open");

嵌入式Linux系统移植试题

嵌入式Linux系统移植试题(时间:1个半小时) 一、选择题(每题2分,共50分,包括单选和多选,多选、少选均不得分) 1.嵌入式linux系统软件部分一般包括() [A] bootloader[B] linux内核[C] 根文件系统[D]用户应用程序 2.一般情况下,在搭建嵌入式linux开发环境时主机需要安装的软件有() [A] 串口通信软件[B] tftp服务器[C] nfs服务器[D]usb 3.下列选项中符合gcc的编译流程的是( ) [A] 预处理->编译->汇编->连接[B] 预处理->汇编->编译->连接[C] 编译->预处 理->汇编->连接[D预处理->连接->汇编->编译 4.gcc使用下列哪个选项可以查看编译的详细过程() [A] -o[B] -v [C] -E [D] -g 5.下列二进制工具哪个是丢弃目标文件的全部或者特定符号,减少文件体积的() [A] size[B] as [C ] nm [D ] strip 6.下列二进制工具哪个是用来反汇编的() [A] nm[B] objdump [C ] objcopy [D ] string 7.下列二进制工具哪个是用来进行目标格式转换的() [A] nm[B] objdump [C ] objcopy [D ] string 8.下列二进制工具哪个是用来把程序地址转换为文件名和行号的() [A] nm[B] objdump [C ] objcopy [D ] addr2line 9.下列二进制工具哪个是用来将目标文件生成静态库的() [A] ar[B]nm [C ] objcopy [D ] objdump 10.FS2410开发板如果从nand flash启动,启动后()访问到nor flash;如果从nor flash 启动,启动后()访问nand flash。 [A] 可以[B] 不可以 11.SMDK2410开发平台上,linux要求bootloader将内核参数存储在什么位置() [A] 0x30008000 [B] 0x30000100 [C ] 0x30004000 [D ] 0x33f80000 12.SMDK2410开发平台上,linux要求bootloader将平台号保存在() [A] r0[B] r1 [C ] r2 [D ] r3 13.SMDK2410开发平台上,linux要求bootloader在运行内核前,让系统进入何种模式() [A] user[B] svc [C ] system 14.u-boot所支持的命令中,哪个是来设置环境变量的() [A] setenv [B] mm [C ] mtest [D ] bootm 15.u-boot支持的命令中,哪个是擦除nor flash的命令() [A] nand erase[B] protect [C ] erase [D ] cp 16.在内核配置时,哪个关键词是来包含下一级Kconfig( ) [A] menu endmenu[B] source [C ] choice endchoice [D ]depends on 17.内核启动过程中,如果终端出现”Error:a”错误,可能出现的原因是()

NOSLinux 【单元测验】Linux文件系统与磁盘管理(2)

【单元测验】Linux文件系统与磁盘管理(2) 回顾第 1 次试答 结束回顾 开始时间2012年03月 22日星期四 08:18 完成于2012年03月 22日星期四 08:23 耗时 5 分钟 1 秒 分数6/16 成绩37.5超出最大限度 100(38%) 反馈要加油啰 Question 1 分数: 1 以下命令返回的结果是什么?ln file1 file2 选择一个答案 A. file2将成为file1的符号链接 B. 命令格式错误,需要使用参数 C. 无论file1的尺度是多少,file2将固定为5字节 D. file1和file2有相同的索引节点 链接文件分为硬链接(不加参数)和符号链接(加-s参数) 硬链接内容和原文件保持同步,他们具有相同的索引节点信息(磁盘的具体物理位置),移动、删除或修改他们中的任何一个都不影响通过另一个访问该文件 符号链接只是快捷方式,原文件删除,将导致该符号链接失效 正确 这次提交的分数:1/1。 Question 2 分数: 1 以下哪个命令可将file1复制给file2? 选择一个答案 A. cat file1 > file2 B. copy file1 file2 C. cat file1 file2> file1 D. cp file | file2

cp命令可以复制文件,格式为 cp 源文件目标文件,无需加管道符号“|” cat本来是输出文件内容到屏幕,加了“>”重定向符号后也可以将文件内容重定向输出指定文件中,这样就可以实现复制文件的目的 正确 这次提交的分数:1/1。 Question 3 分数: 1 如果newdir/file2文件不存在,但是目录newdir已存在,mv file1 newdir/file2命令将有什么结果? 选择一个答案 A. file1将被复制到newdir并命名为file2 B. 将报错,因为以上不是有效的命令 C. file1将被移动到newdir并重命名为file2 D. file1将被删除 mv可以更名也可以移动,具体看命令参数 mv 文件1 文件2——将文件1更名为文件2 mv 目录1 目录2——将目录1更名为目录2 mv 文件1 目录2——将文件1移动到目录2 mv 文件1 目录1/文件2——将文件1移动到目录1,并更名为文件2 正确 这次提交的分数:1/1。 Question 4 分数: 1 如何从文件中查找显示所有以“#”打头的行? 选择一个答案 A. grep -n "#" file B. find "\#" file C. grep -v "#" file D. wc -l "#" find查找的对象和结果都是文件 grep查找的对象和结果是输出结果中的行 -c 显示符合条件的行数 -i查找时不区分大小写 -n显示行号

嵌入式linux系统移植试题 - 答案

嵌入式Linux系统移植试题(时间:60分钟) 一、单项选择题(每题2分,共40分) 1.嵌入式linux系统移植不包括(D) [A] bootloader[B] linux内核[C] 根文件系统[D] 应用程序 2.下列选项中符合gcc的编译流程的是(A ) [A] 预处理->编译->汇编->连接[B] 预处理->汇编->编译->连接[C] 编译->预处 理->汇编->连接[D] 预处理->连接->汇编->编译 3.下列二进制工具哪个是丢弃目标文件的全部或者特定符号,减少文件体积的(D ) [A] size[B] as [C] nm [D] strip 4.下列二进制工具哪个是用来反汇编的(B) [A] nm[B] objdump [C] objcopy [D] string 5.下列二进制工具哪个是用来进行目标格式转换的(C ) [A] nm[B] objdump [C] objcopy [D] string 6.下列二进制工具哪个是用来把程序地址转换为文件名和行号的(D) [A] nm[B] objdump [C] objcopy [D] addr2line 7.FS4412开发平台上,uImage被解压到什么地址(B) [A] 0x40000000 [B] 0x40008000 [C] 0x41000000 [D] 0x43e00000 8.编译Linux内核设备树文件使用什么命令(D) [A] make dtbi[B] make tags [C] make dtb [D] make dtbs 9.linux要求bootloader在运行内核前,让系统进入何种模式(B) [A] user[B] svc [C] system 10.u-boot的命令中存放自启动命令的环境变量是(D) [A] ipaddr [B] bootargs [C] bootm [D] bootcmd 11.u-boot的命令中,设置环境变量的命令是(A) [A] setenv [B] printenv [C] tftp [D] bootm 12.u-boot中存放内核启动参数的环境变量是(C)

ARM9上的嵌入式Linux系统移植

《自动化技术与应用》2009年第28卷第6期 Techniques of Automation & Applications | 43 1 引言 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,且软硬件可裁减,是对功能、可靠性、成本、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以下几部分组成: 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、及特定的应用程序。 当前,人类进入信息爆炸的时代,各类信息极度丰富,数字信息技术和网络技术的高速发展,只有借助于各种计算机,才能够对各类信息进行处理,它们已不再局限于以前的PC,而是由形态各异、性能千差万别的嵌入式系统来完成。而嵌入式操作系统主要有:嵌入式Linux 、WindowsCE 、Vxworks 、uC/OS-II 等[1]。本文主要研究嵌入式Linux 在嵌入式系统中的应用。 2 嵌入式Linux 操作系统及特点 将Linux 应用于嵌入式环境,是基于其具有以下特点:(1)Linux 操作系统是层次结构,并且内核源代码完全开放。不同领域和不同层次的用户可以根据自己应用的需要,对内核进行修改,能够低成本的开发出满足自己需要的嵌入式系统。(2)其具有强大的网络支持功能。Linux 诞生于因特网时代,并具有 ARM9上的嵌入式Linux 系统移植 邹颖婷,李绍荣 (电子科技大学光电信息学院,四川 成都 610054) 摘 要:Linux 操作系统在各个嵌入式领域有着越来越广泛的应用。主要研究了在ARM9体系结构上,嵌入式Linux 系统的移植。介 绍了嵌入式Linux 操作系统、移植目标平台SBC2410、及Linux 内核源代码的目录结构。然后详细讲述了在SBC2410硬件平台上实现Uboot 移植的过程,及概要介绍了Linux 操作系统内核移植的过程。最后将嵌入式Linux 系统成功移植上SBC2410平台。 关键词:ARM9;嵌入式Linux;Uboot 移植;内核移植 中图分类号:TP311.54 文献标识码:B 文章编号:1003-7241(2009)06-0043-03 Transplant of the Linux System on ARM9 ZOU Ying-ting, LI Shao-rong ( School of Opto-Electronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054 China )Abstract: Linux OS has been more and more widely applied in many embedded areas. This paper introduces the transplantation of the Embedded Linux System on the ARM9. The Embedded Linux OS, the SBC2410 board, and the directory structure of the Linux kernel are introduced. The transplant process of the Uboot and of the Linux kernel are also discussed. Key words: ARM9; embedded Linux; transplantation of Uboot; transplantation of the Linux kernel 收稿日期:2009-01-04 Unix 的特性,这保证了它支持所有标准因特网协议,并且可以利用Linux 的网络协议栈,将其开发成为嵌入式的TCP/IP 网络协议栈。此外,Linux 还支持ext2、fat16、fat32、romfs 等文件系统,为嵌入式系统应用开发打下了很好的基础。(3)Linux 具备一整套工具链,容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境,可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具的障碍。而且,Linux 也符合IEEE POSIX.1标准,使应用程序具有较好的可移植性[2]。 3 SBC2410硬件平台介绍 SBC2410是一款基于三星公司ARM9处理器S3C2410A,支持ARM-Linux 、WindowsCE 等操作系统的嵌入式硬件平台。平台的主要硬件资源有:一片64M SDRAM,一片64M Nand Flash,一片1M Nor Flash,一个串口 COM0,一个USB Host A 型接口,一个USB Slave B 型接口,一个标准JTAG 接口,等等。平台支持Linux2.4.18内核版本。 4 嵌入式Linux 系统移植 移植主要包括引导加载程序Uboot 的移植和Linux2.4.18内 计算机应用 Computer Applications

详细分析Linux文件系统格式优劣

?摘要:Linux支持多种文件系统,包括ext2、iso9660、jffs、ext3、vfat、ntfs、romfs和nfs等,为了对各类文件系统进行统一管理,Linux引入了虚拟文件系统VFS(Virtual File System) ?标签:文件系统 ?Linux由于其开源安全特性正在被多数企业所接受。Linux支持很多种文件系统,ext3、vfat、ntfs、romfs和nfs等,为了对各类文件系统进行统一管理,Linux引入了另一个文件系统VFS(Virtual File System)。下面我们就分析一下他的各种文件系统格式的特点 基于RAM的文件系统 (1)Ramdisk Ramdisk是将一部分固定大小的内存当作分区来使用。它并非一个实际的文件系统,而是一种将实际的文件系统装入内存的机制,并且可以作为根文件系统。将一些经常被访问而又不会更改的文件(如只读的根文件系统)通过Ramdisk放在内存中,可以明显地提高系统的性能。 在Linux的启动阶段,initrd提供了一套机制,可以将内核映像和根文件系统一起载入内存。 (2)ramfs/tmpfs Ramfs是LinusTorvalds开发的一种基于内存的文件系统,工作于虚拟文件系统(VFS)层,不能格式化,可以创建多个,在创建时可以指定其最大能使用的内存大小。(实际上,VFS 本质上可看成一种内存文件系统,它统一了文件在内核中的表示方式,并对磁盘文件系统进行缓冲。 Ramfs/tmpfs文件系统把所有的文件都放在RAM中,所以读/写操作发生在RAM中,可以用ramfs/tmpfs来存储一些临时性或经常要修改的数据,例如/tmp和/var目录,这样既避免了对Flash存储器的读写损耗,也提高了数据读写速度。 Ramfs/tmpfs相对于传统的Ramdisk的不同之处主要在于:不能格式化,文件系统大小可随所含文件内容大小变化。 Tmpfs的一个缺点是当系统重新引导时会丢失所有数据。 3.网络文件系统NFS(NetworkFileSystem) NFS是由Sun开发并发展起来的一项在不同机器、不同操作系统之间通过网络共享文件的技术。在嵌入式Linux系统的开发调试阶段,可以利用该技术在主机上建立基于NFS 的根文件系统,挂载到嵌入式设备,可以很方便地修改根文件系统的内容。 附录:NOR闪存与NAND闪存比较

Linux 0.1.1文件系统的源码阅读

Linux 0.11文件系统的源码阅读总结 1.minix文件系统 对于linux 0.11内核的文件系统的开发,Linus主要参考了Andrew S.Tanenbaum 所写的《MINIX操作系统设计与实现》,使用的是其中的1.0版本的MINIX文件系统。而高速缓冲区的工作原理参见M.J.Bach的《UNIX操作系统设计》第三章内容。 通过对源代码的分析,我们可以将minix文件系统分为四个部分,如下如1-1。 ●高速缓冲区的管理程序。主要实现了对硬盘等块设备进行数据高速存取的函数。 ●文件系统的底层通用函数。包括文件索引节点的管理、磁盘数据块的分配和释放 以及文件名与i节点的转换算法。 ●有关对文件中的数据进行读写操作的函数。包括字符设备、块设备、管道、常规 文件的读写操作,由read_write.c函数进行总调度。 ●涉及到文件的系统调用接口的实现,这里主要涉及文件的打开、关闭、创建以及 文件目录等系统调用,分布在namei和inode等文件中。 图1-1 文件系统四部分之间关系图

1.1超级块 首先我们了解一下MINIX文件系统的组成,主要包括六部分。对于一个360K软盘,其各部分的分布如下图1-2所示: 图 1-2 建有MINIX文件系统的一个360K软盘中文件系统各部分的布局示意图 注释1:硬盘的一个扇区是512B,而文件系统的数据块正好是两个扇区。 注释2:引导块是计算机自动加电启动时可由ROM BIOS自动读入得执行代码和数据。 注释3:逻辑块一般是数据块的2幂次方倍数。MINIX文件系统的逻辑块和数据块同等大小 对于硬盘块设备,通常会划分几个分区,每个分区所存放的不同的文件系统。硬盘的第一个扇区是主引导扇区,其中存放着硬盘引导程序和分区表信息。分区表中得信息指明了硬盘上每个分区的类型、在硬盘中其实位置参数和结束位置参数以及占用的扇区总数。其结构如下图1-3所示。 图1-3 硬盘设备上的分区和文件系统 对于可以建立不同的多个文件系统的硬盘设备来说,minix文件系统引入超级块进行管理硬盘的文件系统结构信息。其结构如下图1-4所示。其中,s_ninodes表示设备上得i节点总数,s_nzones表示设备上的逻辑块为单位的总逻辑块数。s_imap_blocks 和s_zmap_blocks分别表示i节点位图和逻辑块位图所占用的磁盘块数。 s_firstdatazone表示设备上数据区开始处占用的第一个逻辑块块号。s_log_zone_size 是使用2为底的对数表示的每个逻辑块包含的磁盘块数。对于MINIX1.0文件系统该值为0,因此其逻辑块的大小就等于磁盘块大小。s_magic是文件系统魔幻数,用以指明文件系统的类型。对于MINIX1.0文件系统,它的魔幻数是0x137f。

我来说linux移植过程

我对linux移植过程的整体理解 首先,要开始移植一个操作系统,我们要明白为什么要移植。因为我们要在另外一个平台上用到操作系统,为什么要用操作系统,不用行不行?这个问题的答案不是行或不行来回答。单片机,ARM7都没有操作系统,我们直接对寄存器进行操作进而实现我们需要的功能也是可以。但是,一些大型的项目设计牵涉很多到工程的创建,单纯对裸机进行操作会显得杂乱庞大这时候需要一个操作系统。 操作系统的功能能。我们用到操作系统,一方面可以控制我们的硬件和维护我们的硬件,另一方面可以为我们得应用程序提供服务。呵呵,这样说还是很抽象,具体到项目中就可以感受到操作系统的好处。 Linux操作系统的移植说白了总共三大部分:一,内核的重新编译。二,bootloader的重新编译。三,文件系统的制作。在这里要解释这些名词也很不好说的明白,首先,一个完整的操作系统是包括这三大部分的,内核、Bootloader、文件系统。我们知道Linux有很多版本,不同的版本只是文件系统不一样而内核的本质都是一样的。 那么,我们开始进行移植。首先是内核。1.我们需要下载一个内核源码,这个在网上很好下载,下载后,保存下。2.把这个压缩包复制到ubuntu(我用的版本)里,一般复制到/home/dong/SoftEmbed(我的目录,呵呵),然后呢,我们需要对这个内核进行修改重新编译,为什么要这样做,因为我们要让内核为我们的ARM服务,所以需要修改一些东西的。至于具体如何修改,我已经写在另外一个文档里了。3.修改的内容主要是 Makefile(设置体系架构为arm,设置交叉编译器)、时钟频率(我们板子的频率)、内核配置(进入内核配置主要是设置一些选项以适合我们的开发板)。具体设置步骤我会另加说明。4.设置好后我们需要重新编译内核,用的是make zImage命令。编译后就生成了我们自己编译好的内核,呵呵。 接下来,进行文件系统的移植。我们需要一个Yaffs2文件系统压缩包。1.复制这个压缩包到/home/dong/SoftEmede(我自己在ubuntu里建的目录,呵呵),2.解压,会生成一个文件夹。3.给内核打补丁,通过执行 ./patsh-ker.sh c /内核目录。呵呵4.进入 make menuconfig中配置选项,要选择对yaffs2的支持,具体怎么设置我写在另一个文档。 接下来,我们进行根文件制作,需要一个制作工具 mkyaffs2image.taz.还是复制到我自己的目录下,解压,安装。接着,我们需要对Busybox的移植、配置,具体移植、配置步骤我另写,呵呵。最后是构建我们自己的文件系统,到此我们已经完成了内核移植和文件系统的制作。准备移植,呵呵。今天先写到这里,累了。

linux 实验报告 文件系统与文件管理

学生课程实验报告书课程:《linux网络操作系统》 级系 专业班 学号: 姓名: 指导教师:

一、实验项目:用户与组群管理 二、实验日期: 三、实验原理: 1.熟悉Linux下常用的操作指令。 2.加深对文件,目录,文件系统等概念的理解。 3.掌握Linux文件系统的目录结构。 4.掌握有关Linux文件系统操作的常用命令。 5.了解有关文件安全方面的知识。 四、实验仪器: PC机 Redhat网络操作系统 五、实验步骤(纸张不够写可另外加纸并应装订): 进入虚拟机,并在此平台上练习文件管理有关命令.一般在[root @ localhost xxxx]$ 提示符下键入有关命令。 1.浏览文件系统 〈1〉运行pwd命令,确定你当前的工作目录。 〈2〉利用以下命令显示当前工作目录的内容:(理解各字段彻底意义。) 〈3〉运行以下命令:(反馈信息中.代表本身目录,..代表其父目录;选项a可以显示隐藏文件;选项i 可以显示文件的I节点号) ls –ai 〈4〉使用mkdir命令建立一个子目录subdir,并用ls查看当前目录。 〈5〉使用带-d选项的ls命令,你只能看到有关子目录的信息(.表示本身目录)。

〈6〉使用cd命令,将工作目录改到根目录(/)上。 ①用相对路径将工作目录改到根目录。 ②用绝对路径将工作目录改到根目录。 〈7〉使用ls命令列出根目录的内容,再分别列出各子目录的内容,体会各目录作用及访问权限。 〈8〉使用ls-l命令列出/dev的内容。 Ls –l /dev 列出/dev目录的内容,文件太多显示多屏,各行第一个字符为b的表示块特别文件;各行第一个字符为c的表示字符特别文件。 〈9〉使用不带参数的命令cd,然后用pwd命令确定你当前的工作目录是什麽。 〈10〉使用命令cd ../..,你将工作目录移到什麽地方? 2.查看你的文件 〈1〉利用cd命令,将工作目录改到你的主目录上。 〈2〉将工作目录改到你的子目录subdir,然后运行命令: date > file1 将当前日期和时间存放到新建文件file1中。 Ls –l 反馈信息中有新文件 file1。请注意并记下文件长度为:

uclinux移植教程

学习开发套件V3.0中嵌入Uclinux的步骤和方法 在学习开发套件V3.0中嵌入Uclinux的步骤和方法,硬件系统为EP1C6,2Mflash,8Msdram. 开发环境:SOPC学习开发套件V3.0,型号EP1C6。QII5.1+SP2,NiosII IDE5.1+SP1。 一 .安装nios2linux开发包nios2linux-1.4 二 .建立硬件系统 1. QII中建一工程linux_nios,并添加NIOSII CPU,QII工程和平常的建立并没有什么区别,只要得加上flash和sdram,因为这里只是对linux的简单调试,所以SOPC中只添加LED和UART等几个简单外设。如下图: 注意为防止不必要的麻烦,这里尽量使用默认名字。 如果想用USB连接电脑,在QII中把串口连接到USB线的IO管脚上即可。 我们的工程中是两个口都接了,使用串口或者USB口都行。 三.建立软件环境 打开NIOSII IDE 3.1 建立linux内核 file-> new-> project 后如下图:

注意:在安装Microtronix_uclinux_nios2开发包后在IDE中分增加出如上图的Microtronix NiosII选项如果没有可以按下面方法解决: 1)、打开cmd,在 开始->运行 那里输入cmd 2)、cd到你的NiosII的工作目录下面,我的NiosII安装在D盘,如下: 3)、在这里输入命令nios2-ide.exe –clean,进入NiosII IDE的clean模式,选择workspace:

这是在New->Other那里你就可以看到那个linux的目录项了。关了IDE窗口和cmd窗口,这样就可以正常看到Microtronix_linux了。 3.2 输入内核名字 按next: finish完成 四. 构建内核: 4.1 右键内核名,在弹出菜单中选择Configure Kernel如下:

如何向一块ARM裸板移植linux系统

11. How to port Linux to a raw ARM board This document provides a summary of the steps when porting Linux to a new ARM platform or a new processor. In this page we assume that the reader has a knowledge of C and assembly programming and is familiar with ARM and operating systems concepts such as interrupt handling, system calls and memory management. Some useful information can be found in the kernel documentation section on how to configure the kernel itself. It is probably best to familiarize with Linux on x86 before if you are not familiar with embedded platforms. In addition to Linux kernel source documentation, some notes maintained by community members are available on booting and setting up Linux for ARM platforms, you can consult the following kernel document and Vincent Sander?s documentation for additional information. Porting steps ?Install a cross-development environment. ?Setup the board and ensure that the serial port is working so we can print data through the serial port. ?Download and install the Linux kernel, most of the porting work will be done at this level. ?Add board specific code into the kernel tree. ?Build a kernel image to run on the board ?Test that early kernel printk is working ?Get the real printk working with the serial console. ?For a new board, a new board-specific directory should be added as well as support for interrupt handling, kernel timer services and mapping for memory areas. ?Ethernet drivers are usually the next drivers to focus on as they enable setup of NFS root file system to get access to user utilities and applications. ?Filesystem can be provided in different forms which are listed on LinuxFilesystem

Linux文件系统管理

实验:Linux文件系统管理 -=-==----------------------------= 实验环境: 安装了Red Hat Enterprise Linux 6.0 可运行系统,并且是成功验证系统。 实验目标: 增加有关分区和文件系统的技能和知识,掌握常见磁盘分区的相关操作及一般步骤。 实验背景: 无论是Windows 还是Linux,我们日常操作与使用几乎都是围绕文件系统而展开的。 有一天你突然发现你的现有的硬盘空间不够用了,巧的是你还有一些的空余空间。遇事你打算把这些空余的空间开辟出来以便使用。 实验要求: 按要求新建磁盘分区: 存储空间文件系统 1024MB ext2 Block size:4K Laber:Music 512MB ext3 512MB vfat ------------------------------------------ 实验详解: 1、以root 用户的身份登录系统。如果你使用的是图形化环境,点击[应用程序(Applications)]->[附件(System Tools)]->[终端(Terminal)]来打开终端: 2、使用fdisk命令查看当前磁盘使用情况: [root@desktop2 ~]# fdisk -l Disk /dev/sda: 10.4 GB, 21474836480 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes Device Boot Start End Blocks ID System /dev/sda1 * ……其余项省略 /dev/sda2 ……其余项省略 /dev/sda3 ……其余项省略 /dev/sda4 ……其余项省略 3、使用fdisk命令按照实验要求创建3 个新分区: [root@desktop2 ~]# fdisk /dev/sda This number of cylinder for this disk is set to 2610. There is nothing wrong with that, but this is larger than 1024, and could in certain setups cause problems with: 1) software that runs at boot time (e.g., old versions of LILO) 2) booting and partitioning software from other OSs (e.g., DOS FDISK, OS/2 FDISK) 在Command 命令处输入’n’,开始新建磁盘分区

实验六 LINUX文件系统管理

实验6 Linux文件系统和权限管理 1 实验目的 1、掌握文件系统管理的常用命令。 2、掌握磁盘分区、挂载的方法。 2 实验环境 VMware中已经安装好CentOS6.2版本。 3 实验原理 1、Linux常用文件权限管理命令主要有:chmod、chown两个;而文件系统管理常用命令主要有fdisk、mkfs、mount/umount、df、du等,这些命令的使用可参见教材P86~P104或者帮助手册。 2、Linux常用文件权限管理命令主要有:chmod、chown两个;而文件系统管理常用命令主要有fdisk、mkfs、mount/umount等,这些命令的使用可参见教材P86~P104或者帮助手册。 4 实验任务 1、对硬盘进行分区、格式化操作,挂载和卸载等操作。 2、设置配置文件/etc/fstab实现设备的自动挂载。 5 实验步骤 1、创建硬盘分区sda5,要求其大小为200M,完成后效果 2、创建文件系统ext4,使用命令将sda5格式化的命令是。(自己验证) 3、使用命令将sda5挂载到/data目录下的操作是。完成后验证图,可以使用df命令验证。 4、使用命令卸载sda5的操作为。(自己验证) 5、修改配置文件/etc/fstab,使得系统开机后自动挂载sda5到/data下。(完成后自己验证) 6、使用命令在/etc目录下查找文件名前四个字符为init后面任意的文件。

7、使用命令在/目录下查找大小大于100M的文件。 8、为/etc目录下的inittab文件在root用户家目录下创建符号连接inittab_s和硬连接inittab_i 然后查看inittab_s和inittab_i的i节点号对比符号连接和硬连接的不同。

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