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第十一章文件系统一。数据结构二。基本 IO 函数三。文件与目录函数四。文件锁定五。管道六。超级块与资源管理*七。文件系统管理八。虚拟文件系统* 一。数据结构?文件逻辑结构与读写指针?文件物理结构?分级目录? i 节点?磁盘分区和文件系统?文件表与内存 i节点表?文件类型与访问权限文件逻辑结构逻辑块号 0 1 2 3 4 5 6 7 文件位移(字节) 0 512 1024 1536 2048 2560 3072 ……. offset( 文件指针) 逻辑块号 = (文件指针/块大小)整数块内位移 = (文件指针/块大小)余数读指针 offset1 写指针 offset2 进程 1进程 2 进程 3 一个文件可以有多个读(或写)指针, 一个指针可由不同进程共享或由一个进程独占。文件物理结构 01 9101112 索引表( i_addr[] ) 逻辑块号物理块逻辑块号物理块号 0 1 i 一级间接二级间接三级间接直接索引 i 逻辑结构物理结构 0 512 i*512 文件位移文件最大规模 = 10 + 128 + 128 *128 + 128 *128 *128 块 offset 分级目录根目录 /A aino 磁盘 inode 表 12目录/A 文件名 ino 文件名 ino B bino 文件/A/B aino bino AB 根目录/目录/A 文件/A/B 逻辑结构物理实现 i 节点磁盘 i节点(index node – inode ) 含有对应文件的所有说明信息。一个文件系统的所有磁盘 i节点组成一个表,保存在超级块之后的确定地址。每个节点按其相对位置顺序编号(如 1,2,…),称为 i 节点号。磁盘 i节点的内容如下: 。文件主标识号:用户 id(i_uid), 组 id(i_gid) 。 set_uid 位和 set_gid 位( i_mode ) 。文件类型( i_mode ) 。文件访问权限( i_mode ) 。连接数( i_nlink ) 。文件所在物理块号表(索引表 i_addr[] ) 。文件长度 (i_size) 。文件本身设备号(特殊文件 i_rdev ) 。文件创建修改访问时间(i_ctime, i_mtime, i_atime) ………………………磁盘分区和文件系统磁盘文件系统引导块超级块分区分区分区 i 节点表 i 节点 i 节点文件名 ino 12k …….. 目录和文件的数据块数据块目录物理磁盘通常划分为若干分区,也称虚拟磁盘或逻辑磁盘。其中可存放操作系统,文件系统或交换区。 k file1 文件表与内存 i节点表 fd4 fd2系统文件表(系统唯一) 用户文件表(每个进程一个) 内存 i 节点表(系统唯一) 目录项文件名 r/w fd3 fd1 ino 磁盘 inode 表复制 12 i 节点号 ino同一指针不同指针内存 i 节点表为加快文件名在目录树中的搜索速度设立了内存 i 节点表,其中每一项对应一个打开文件。打开文件时将 i 节点由磁盘复制到内存 i 节点表项中,关闭时再复制回磁盘原处。文件打开时, 磁盘 i节点复制到内存 i节点(除时间信息外),但增加如下内容: 。设备号(所在设备设备号 i_dev ) 。i节点号(所在设备的 i节点号 i_ino ) 。访问计数(访问此内存 i节点的进程数) 。使用状态:互斥锁,安装点标志,文件或此节点是否改写。指向 flock 结构的指针文件关闭时,内存 i节点除上述内容外的大部分信息复制到磁盘 i 节点上,但增加时间等信息: 整个系统只有一个内存 i节点表,用以存放系统内所有内存 i节点。 i节点的大部分内容可由 stat(2) 和 ls 读取。系统打开文件表系统打开文件表简称系统文件表或文件表,此表整个系统只有一个,每项保存有对应打开文件的当前使用特征。共享此打开文件的各进程在自己的打开文件表中各有一表项,其中的指针指向该文件的文件表项。各表项内容如下: ?文件状态标志: 读(O_RDONLY) ,写(O_WRONLY) ,读写(O_RDWR), 附加写(O_APPEND) ,非阻塞(O_NONBLOCK), 同步(O_SYNC) ,异步(O_ASYNC) 。它们可由 open(2) 或 fcntl(2) 设置修改。?当前文件位移量(读写指针), r