Linux系统结构详解
作者:网络转载 发布时间:[ 2016/7/15 10:11:19 ] 推荐标签:Linux 操作系统
每个file结构体都有一个指向dentry结构体的指针,“dentry”是directory entry(目录项)的缩写。我们传给open、stat等函数的参数的是一个路径,例如/home/akaedu/a,需要根据路径找到文件的inode。为了减少读盘次数,内核缓存了目录的树状结构,称为dentry cache,其中每个节点是一个dentry结构体,只要沿着路径各部分的dentry搜索即可,从根目录/找到home目录,然后找到akaedu目录,然后找到文件a。dentry cache只保存近访问过的目录项,如果要找的目录项在cache中没有,要从磁盘读到内存中。
每个dentry结构体都有一个指针指向inode结构体。inode结构体保存着从磁盘inode读上来的信息。在上图的例子中,有两个dentry,分别表示/home/akaedu/a和/home/akaedu/b,它们都指向同一个inode,说明这两个文件互为硬链接。inode结构体中保存着从磁盘分区的inode读上来信息,例如所有者、文件大小、文件类型和权限位等。每个inode结构体都有一个指向inode_operations结构体的指针,后者也是一组函数指针指向一些完成文件目录操作的内核函数。
和file_operations不同,inode_operations所指向的不是针对某一个文件进行操作的函数,而是影响文件和目录布局的函数,例如添加删除文件和目录、跟踪符号链接等等,属于同一文件系统的各inode结构体可以指向同一个inode_operations结构体。
inode结构体有一个指向super_block结构体的指针。super_block结构体保存着从磁盘分区的超级块读上来的信息,例如文件系统类型、块大小等。super_block结构体的s_root成员是一个指向dentry的指针,表示这个文件系统的根目录被mount到哪里,在上图的例子中这个分区被mount到/home目录下。
file、dentry、inode、super_block这几个结构体组成了VFS的核心概念。对于ext2文件系统来说,在磁盘存储布局上也有inode和超级块的概念,所以很容易和VFS中的概念建立对应关系。而另外一些文件系统格式来自非UNIX系统(例如Windows的FAT32、NTFS),可能没有inode或超级块这样的概念,但为了能mount到Linux系统,也只好在驱动程序中硬凑一下,在Linux下看FAT32和NTFS分区会发现权限位是错的,所有文件都是rwxrwxrwx,因为它们本来没有inode和权限位的概念,这是硬凑出来的。
3.6 挂载文件系统
linux系统中每个分区都是一个文件系统,都有自己的目录层次结构。linux会将这些分属不同分区的、单独的文件系统按一定的方式形成一个系统的总的目录层次结构。这里所说的“按一定方式”是指的挂载。
将一个文件系统的顶层目录挂到另一个文件系统的子目录上,使它们成为一个整体,称为挂载。把该子目录称为挂载点.
例如要读取硬盘中的一个格式化好的分区、光盘或软件等设备时,必须先把这些设备对应到某个目录上,而这个目录称为“挂载点(mount point)”,这样才可以读取这些设备。 挂载后将物理分区细节屏蔽掉,用户只有统一的逻辑概念。所有的东西都是文件。
注意:1、挂载点必须是一个目录。
2、一个分区挂载在一个已存在的目录上,这个目录可以不为空,但挂载后这个目录下以前的内容将不可用。
对于其他操作系统建立的文件系统的挂载也是这样。但是需要理解的是:光盘、软盘、其他操作系统使用的文件系统的格式与linux使用的文件系统格式是不一样的。光盘是ISO9660;软盘是fat16或ext2;windows NT是fat16、NTFS;windows98是fat16、fat32;windows2000和windowsXP是fat16、fat32、 NTFS。挂载前要了解linux是否支持所要挂载的文件系统格式。
挂载时使用mount命令,其格式:mount [-参数] [设备名称] [挂载点]
其中常用的参数有
-t 指定设备的文件系统类型(什么提到的文件类型)
-o 指定挂载文件系统时的选项。有些也可用在/etc/fstab中。常用的有
codepage=XXX 代码页
iocharset=XXX 字符集
ro 以只读方式挂载
rw 以读写方式挂载
nouser 使一般用户无法挂载
user 可以让一般用户挂载设备
例如:
1. 挂载windows的文件系统:
1)首先我们使用sudo fdisk -l查看挂载的设备,例如下面有:/dev/hda5
2)mkdir创建一个目录,这里的目录是作为挂在目录,是你要把E盘挂到这个目录下:mk /mnt/winc
3)windows和linux使用的不是一个文件系统,一般情况下linux不挂载windows文件系统,所以要你手动mount:
# mount -t vfat /dev/hda5 /mnt/winc ( -t vfat指出这里的文件系统fat32)
现在可以进入/mnt/winc等目录读写这些文件了。
2.挂载光盘:# mk /mnt/cdrom
# mount -t iso9660 /dev/cdrom /mnt/cdrom (关盘的名字一般都是cdrom,这条命令一般都通用)
3.虚拟机共享文件夹:例如在VirtualBox下,主机是Windows,Ubuntu是Guest。共分三步:
1). 首先要安装虚拟电脑工具包:在VirtualBox的菜单里选择”设备”->”安装虚拟电脑工具包”,你会发现在Ubuntu桌面上多出一个光盘图标,这张光盘默认被自动加载到了文件夹/media/cdom0,而且/cdrom自动指向这个文件夹。默认设置下文件管理器会自动打开这张光盘,可以看到里面有个”VBoxLinuxAdditions.run”文件。打开一个命令行终端,依次输入”cd /cdrom”和”sudo sh ./VBoxLinuxAdditions.run”,不含双引号,开始安装工具包。安装完毕,会用英文提示要重启Ubuntu,建议立刻重启。重启后,比较明显的变化是鼠标是共享模式,并且剪贴板也和Windows共享了。如果有这些变化,说明虚拟电脑工具包已经装成功。
2). 下一步设置共享文件夹。
在共享文件夹设置窗口中,单击右侧的”添加一个共享文件夹”,路径选择你想要共享的Windows文件夹,共享名任取一个自己喜欢的,比如”myshare”,选项read-only是指是否只允许ubuntu读这个文件夹,请根据需要选择这个选项。
3). 在ubuntu下挂载这个共享文件夹:sudo mount -t vboxsf myshare /media/share
其中”myshare”是之前取的共享文件夹的名字,”/media/share”是要挂载到的目标文件.
3.7 自动挂载windows分区
每次开机访问windows分区都要运行mount命令显然太烦琐,为什么访问其他的linux分区不用使用mount命令呢?
其实,每次开机时,linux自动将需要挂载的linux分区挂载上了。那么我们是不是可以设定让linux在启动的时候也挂载我们希望挂载的分区,如windows分区,以实现文件系统的自动挂载呢?
这是完全可以的。在/etc目录下有个fstab文件,它里面列出了linux开机时自动挂载的文件系统的列表。我的/etc/fstab文件如下:
/dev/hda2 / ext3 defaults 1 1
/dev/hda1 /boot ext3 defaults 1 2
none /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
none /proc proc defaults 0 0
none /dev/shm tmpfs defaults 0 0
/dev/hda3 swap swap defaults 0 0
/dev/cdrom /mnt/cdrom iso9660 noauto,codepage=936,iocharset=gb2312 0 0
/dev/fd0 /mnt/floppy auto noauto,owner,kudzu 0 0
/dev/hdb1 /mnt/winc vfat defaults,codepage=936,iocharset=cp936 0 0
/dev/hda5 /mnt/wind vfat defaults,codepage=936,iocharset=cp936 0 0
在/etc/fstab文件里,第一列是挂载的文件系统的设备名,第二列是挂载点,第三列是挂载的文件系统类型,第四列是挂载的选项,选项间用逗号分隔。第五六列不知道是什么意思,还望高手指点。
在后两行是我手工添加的windows下的C;D盘,加了codepage=936和iocharset=cp936参数以支持中文文件名。参数defaults实际上包含了一组默认参数:
rw 以可读写模式挂载
suid 开启用户ID和群组ID设置位
dev 可解读文件系统上的字符或区块设备
exec 可执行二进制文件
auto 自动挂载
nouser 使一般用户无法挂载
async 以非同步方式执行文件系统的输入输出操作
大家可以看到在这个列表里,光驱和软驱是不自动挂载的,参数设置为noauto。(如果你非要设成自动挂载,你要确保每次开机时你的光驱和软驱里都要有盘,呵呵。)
3.8 .软连接、硬链接
可以用ln命令对一个已经存在的文件再建立一个新的连接,而不复制文件的内容。连接有软连接和硬连接之分,软连接又叫符号连接。它们各自的特点是:
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