Unix文件系統和pwd命令實現詳解

2024-09-08 18:01:00

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供稿：網友

今天小編要為大家帶來的是Unix文件系統和pwd命令實現詳解，希望對大家會有幫助，有需要的朋友一起去看看吧

1. 對于用戶來講Unix系統中硬盤上的文件組成一棵目錄樹。每個目錄能包含文件和其他子目錄。

目錄樹的深度幾乎沒有限制，當然如果你所創建的目錄樹太深，系統就會提醒超過范圍，并停止執行，以下腳本經測試有效

while true

do

mkdir deep_well

cd deep_well

done

我運行了幾秒后，中斷系統提示超過目錄樹范圍。

2. 一個磁盤可以劃分為N多扇區，每個扇區有512字節。扇區是磁盤上的基本存儲單元，我們可以將每個扇區進行編號，這樣磁盤就變為

一系列編了號的塊的組合。

3. 磁盤塊上存儲文件時，按照一定的規律。

每個文件系統分為3部分：超級塊，i-節點表，數據區。

超級塊：存放文件系統本身的信息，比如記錄了每個區域的大小，或未被使用的磁盤塊的信息。（不同版本稍有差別）

i-節點表：每個文件都有其屬性，大小，最近修改時間等等，這些被存儲在ino_t 的結構體中，所有的i-節點都有一樣的大小，i-節點表就是這樣一些節點的列表。

（表中的每個i-節點都通過位置來標志，例如標志為2的i-節點位于文件系統i-節點表中的第3個位置）

數據塊：存放文件內容，因為塊的大小一定，所以有時一個文件會分布在多個磁盤上。

4. 創建一個文件的4個步驟：

存儲屬性：內核先找到一個空的i-節點，把文件的屬性信息填入其中；

存儲數據：從磁盤上找出空閑塊，把文件數據復制進去；

記錄分配情況：內核在i-節點的磁盤分布區記錄了剛剛的磁盤編號

添加文件名到目錄：將（i-節點號，文件名）添加到目錄。

5. cat，more等一些命令的實現思想：

cat name

在目錄中尋找文件名，

定位到相應文件名的i-節點號；

根據i-節點號里面獲得文件屬性，查看權限，若權限不夠則open()函數返回1，打開失敗，停止；

根據i-節點里面磁盤位置訪問文件位置的數據塊

一遍遍調用read讀取數據（可以存放到緩沖區）

6. 大文件的存儲

如果一個文件需要14個編號的磁盤塊來存儲，但是i-節點值包含13個項的分配鏈表，這時候，我們可以將前10個放到i-節點里，其他4個放到一個數據塊里面，在i-節點的第

11位寫上指向存那4個編號的塊。則我們實際用了10+4+1個數據塊，那個多出來的叫：間接塊。

同理，間接塊飽和時，我們可以設置二級間接塊，，，

7. 文件在目錄中的含義

目錄包含（i-節點號，文件名）的入口，即目錄包含的是文件的引用，每個應用稱為鏈接。

8. 目錄包含子目錄的含義

目錄包含指向子目錄i-節點的鏈接。

9. 目錄有個父目錄的含義：

目錄包含..的鏈接，即指向父目錄。

10. 文件沒有名字只有i-節點號，但是鏈接可以有名字，一個文件可以有多個鏈接（他們的名字也可以不同，但是他們指向一個文件，對他們的操作就是對源文件的操作）

11. Unix系統可以包含多個文件系統，每個文件系統都是一棵獨立的樹，都有根目錄，但是系統可以將他們整合成一棵大樹，即一個樹的根裝載到另一個數的某個節點上。mount

12 符號鏈接通過文件名引用文件，可以跨越文件系統，也可以指向目錄。相當于windows中快捷方式。

硬鏈接是將目錄鏈接到樹的指針，同時也是將文件名和文件本身鏈接起來的指針。通過對i-節點號引用文件。

13 .與目錄樹相關的命令和系統調用

命令 mkdir

實現頭文件 #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h>

函數原型 int res=mkdir (char *path,mode_t mode);

命令 rmdir 刪除一個目錄，這個目錄必須是空的

實現頭文件#include <unistd.h>

函數原型int res=rmdir (const char* path);

命令 rm 減少相應i-節點連接數，若此時節點書減為0，就釋放數據塊和節點。不能用來刪除目錄

實現頭文件#include <unistd.h>

函數原型int res=unlink (const char *path);

命令 ln 不能用來生成目錄的鏈接。

實現頭文件#include <unistd.h>

函數原型 int res=link (const char *old,const char *new);

命令 mv 刪除原來的目錄，復制到新的里面

實現頭文件#include <unistd.h>

函數原型int res=rename (const char* from,const char *to);

原理：復制鏈接到新的名字/位置再刪除原來的鏈接

if(link("x","z")!=-1)

unlink("x");

命令 cd 對進程有影響，對目錄本身沒有影響

實現頭文件 #include <unistd.h>

函數原型 int res=chdir (const char *path);

14. pwd 命令的實現

#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <dirent.h>

#include <string.h>

#include <unistd.h>

ino_t get_inode(char *);//get the inode number

void printpathto(ino_t);

void inum_to_name(ino_t,char *,int);//get the node name by its inode number

int main()

{

printpathto(get_inode("."));

putchar('/n');

return 0;

}

void printpathto(ino_t this_inode)

{

ino_t my_inode;

char its_name[BUFSIZ];

if(get_inode("..")!=this_inode)

{

chdir(".."); //up one dir

inum_to_name(this_inode,its_name,BUFSIZ); //get its name

my_inode=get_inode(".");

printpathto(my_inode); //itorater

printf("/%s",its_name);

}

}

void inum_to_name(ino_t inode_to_find,char *namebuf,int buflen)

{

DIR *dir_ptr; //the directory

struct dirent *direntp; //each entry

dir_ptr=opendir(".");

if(dir_ptr==NULL)

{

perror(".");

return;

}

while((direntp=readdir(dir_ptr))!=NULL)

{

if(direntp->d_ino==inode_to_find)

{

strncpy(namebuf,direntp->d_name,buflen);

namebuf[buflen-1]='/0';

closedir(dir_ptr);

return;

}

}

fprintf(stderr,"error looking for inum %d/n",(int)inode_to_find);

return;

}

ino_t get_inode(char *fname)

{

struct stat info;

if(stat(fname,&info)==-1)

{

fprintf(stderr,"Can not stat");

perror(fname);

return 1;

}

return info.st_ino;

}

運行結果：

caoli@caoli-laptop:~/workspace/test$ ./pwd1

/home/caoli/workspace/test

caoli@caoli-laptop:~/workspace/test$

（編輯：武林網）

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