实验4：文件系统实验指导

实验4 :文件系统的设计与仿真实现一、实验目的和要求在LINUX系统中学习操作文档的各种指令和图形界面的使用方法，深入学习和掌握文档管理系统的基本原理。掌握操作系统(如LINUX )中常用的系统调用，并创建使用系统调用的例程。3 .运用所学操作系统的文件管理机制知识，设计简单的多用户文件系统，要求分层文件目录、文件分权操作、用户管理等，模拟文件管理工作过程，文件系统的内部功能和内部实现机制二、实验指导(如何在LINUX系统上处理文件和使用图形界面1 .与目录/proc下的系统相关的文件和目录(1) /proc/$PID/fd :这是一个目录，其中进程($pid编号进程)打开的每个文件都有与该目录下对应的文件。例如： #ls /proc/851/fd012255这指示了第851个过程当前正在使用(打开)四个文件，其中每个描述符分别是0、1、2和255。 其中，0、1、2分别是过程的标准输入、标准输出、标准错误输出设备。(2)/proc/filesystems:此文件包含可用的文件系统类型。(3)/proc/mounts:记录当前安装的文件系统信息例如： #cat /proc/mount(4)/proc/$pid/maps:此文件记录了进程映射的内存区域的信息。例如： #cat/proc/851/maps2 .常用指令的说明ls命令用于确保用户具有执行权限的任何目录中的文件列表。 此命令有几个有趣的选项。 例如$ ls -liah *22684-rw-r- r-1blueherusers 952 dec 2818336343 .配置文件199242-rw-r- r-1scalish users 30 Jan 32033364000测试2.out1个rwxr-xr-scalish用户378 sep 22002测试. sh上面的列表显示了八列第1列表示文件的I节点因为使用了-i选项。 其馀的列显示为-l选项。第2列显示了文件类型和文件访问权限。第3列显示包含目录的链接数。列4和列5显示文件所有者和组所有者。 其中，所有者bluher属于组users。第6列显示文件大小(由于使用-h选项，因此是显示单位，而不是默认字节数)。第七列显示日期(显示为三列，包括月、日、年和当天的时间)。文件名显示在第8列中。 如果在选项列表中使用-a，则隐藏文件列表(如. profile )将包含在列表中。处理文件可以移动(mv )、复制(cp )或删除(rm )文件和目录。 明智地使用-i选项进行确认通常是个好主意。$ cp -i ls.out ls2.outcp:overwrite ls2.out？mv命令提供-b选项。 这将在移动文件之前创建备份副本。 rm和cp接受强大但危险的-r选项，并在目录及其文件中递归运行。$ rm -ir TestRM :目录测试？ y您可以使用mkdir创建目录，然后使用rmdir删除该目录。 但是，使用rm r选项会更有用，因为您无法使用rmdir删除包含档案的目录。出于安全原因，所有文件都有所有权和保护。 文件访问权限(或文件模式)包含与上述相同的10个字符第一个字符表示文件类型。 最常见的是文件，d代表目录，l代表链接。以下9个字符是对文件所有者(字符2-4 )、用户组(5-7)和其他用户类别(8-10 )的访问权限。 其中r表示读取权限，w表示写入权限，x表示文件的执行权限。 破折号(dash ) -如果出现在这九个位置之一，表示该类别的用户禁止执行此操作。可以使用chmod命令使用字符符或二进制掩码设置访问权限。 要使用二进制掩码，必须将三个权限组的字符表示形式转换为二进制格式，然后将其转换为八进制格式用户类别：所有者用户组或其他文字显示： rwx r-x r-二进制显示： 111 101 100八进制标记： 7 5 4要向用户组授予写入权限，请执行以下操作chmodgwtest.shor chmod 774测试. sh使用umask命令在/etc/init.dev文件中默认整个系统或. profile文件中的本地文件权限。 此命令指示777减去此数字以获得默认权限$ umask 022这将为用户创建的所有新文件生成默认文件权限755。您可以使用chown更改文件的所有权$ chown bluher ls.out其中bluher是新的文件所有者。 同样，组成员资格改为：$ chgrp devgrp ls.out其中devgrp是新用户组。ls不提供哪些文件是文本文件，哪些文件是二进制文件的信息。 要了解此信息，请使用file *命令。重命名文件为一个文件命名多个名称的两种常见方法是使用链接和alias命令。 使用Alias可以轻松重命名长命令$ alias ll=ls -l$ ll请注意单引号的使用。 BASH不是自己推测项目，而是交给别名。 别名也可以作为长路径名的缩写$ alias jdev9I=/jdev9I/jdev/bin/jdevcat、more、less可以使用命令从命令行查看文本文件的内容，而无需调用编辑器。 Cat是concatenate的缩写，默认情况下在标准输出(显示器)中显示文件内容。 cat提供的最有意思的选项之一是-n选项，它将文件内容显示为带编号的输出行。$ cat -n test.out1 This is a test因为cat一次输出文件中的所有行，所以您可能更喜欢more和less。 这是因为一次输出一个画面的文件内容。 Less是more的增强版本，可以使用vi文本编辑器中的重要命令增强文件显示。 例如，向前翻转d，向后翻转b (如果n在d或b之前)。 为n输入的值是以下d命令的默认值： man页面实用程序使用less显示使用说明的内容。转向和管道在重定向中，可以将命令输出重定向到文件，而不是标准输出，也可以重定向到输入。 “重定向的标准符号”用于创建新文件。 ”符号将输出添加到现有文件$ more test2.out其他考试$ cat test.out test2.out$ cat test2.out其他考试这是测试文档的标准输入可以用“符号”重定向$ cat test2.out错误消息将以以下格式重定向并添加：2和2 $ command 2 name_of_error_file重定向在命令和文件之间或者在文件和文件之间运行。 重定向语句条目必须是文件。管道使用|符号在命令之间工作。 例如，可以使用以下方法将命令输出直接发送到打印机$ ls -l * | lpr可以通过以下方法快速找到历史记录列表中的命令$ history | grep cat查找文件find命令的GNU版本非常强大、灵活，并且比UNIX系统上存在的经典版本更具包容性。 这对于与目录结构相关的任务很有用，例如在文件中查找和运行命令。 find命令的基本格式如下所示$ findistartdirectoryoptionsmatchcriteria action options 如果您知道文件的名称或部分名称，但不知道该目录，则可以$ find .-name test*./test./jdev家庭/my work/EMP ws/EMP BC4j/test与传统的UNIX系统不同，Linux不需要在最后添加-print操作。 因为如果未指定其他操作选项，则假定执行此操作。 如果在目录的开头添加点(. ) ，则find将在的工作目录中开始搜索。 在父目录中开始搜索两点。 您可以在任何目录中启动搜索。万用字元可以作为搜寻条件的一部分(请将整个项目括在单引号中)。$ find.-名称测试* -打印./test.out./test2.out将显示扩展名为. out的一系列文件$ find /home -name *.out但请注意，除非以超级用户身份运行此命令，否则将显示许多Permission denied错误消息。(Linux通用文件系统调用(1)open系统调用格式： #include#inckude#includeint open(char *path，int flags，mode _ t模式)其中：参数path是指向要打开的文件的路径名指针。参数falgs指定如何打开文件。 此参数必须包含以下三个值之一O_RDONLY是只读的仅O_WRONLY写入onO_RDWR读取/写入开启参数mode定义了对该文件的访问权限，并在中定义若干mode的具体参数：S_IRWXU00700文件的所有者允许读取、写入和运行文件S_IRUSR (S_IREAD )允许00400文件的所有者读取文件s _ iw usr (s _ I写入)允许00200文件的所有者写文件S_IXUSR (S_IEXEC )允许00100文件的所有者运行该文件S_IRWXG00070允许读取、写入和执行包含文件的组S_IRGRP00040允许文件所在的组读取文件s_iwgrrp00020允许您创建文件所在的分组文件S_IXGRP在00010中，可以在文件所在的组中运行文件S_IRWXO00007允许其他用户读写文件s _ I根00004允许其他用户读取文件s_iwotth00002允许其他用户写入文件S_IXOTH00001允许其他用户运行文件mode仅在flags中使用O_CREAT时有效，否则将忽略creat相当于open的参数flags等于O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC(2)read系统调用格式： #include#includeint read(int fd，void *buf，size_t nbytes )该系统调用从文件描述符fd表示的文件中读入nbytes字节、buf指定的缓冲器内。 读取的内容从当前读取/写入指针所指示的位置开始，该位置由相应的开放文件描述的偏移值(off_set )给出，如果调用成功，实际读取的字节数将增加。请注意，使用read系统调用时，内核只复制数据，不进行检查，因此设置的数据缓冲区足够大，可以存储请求的数据字节。返回-1:错误0 :文件偏移值位于文件的末尾整数：从此文件复制到给定缓冲区的字节数。 此字节数通常等于请求的字节数。 返回小于请求字节数的数字，除非请求的字节数超过剩馀字节数。(3)write系统调用格式： #include#includeint write(int fd，void *buf，size_t nbytes )该调用将nbytes字节从buf所指示的缓冲器写入描述符fd所指示的文件中。(4)close系统调用格式： #includeint close(int fd )每次打开文件时，都会