文件系统ls实现与内核编码
文件系统ls实现与内核编码
一. 设计目的
操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源的虚拟机，其中的文件系统是对软件和设备进行管理的系统，文件系统是操作系统中非常重要的一个模块，它的实现占用了操作系统源码的最大编码量，其好坏也直接影响着用户对操作系统的感受程度。通过对操作系统课程设计的实践，进一步加深对文件系统的认识和理解，并在此基础上培养学生的工程应用能力。实验分别从用户态和内核态两个层实践文件系统的部分功能。
二. 设计内容
1.使用Linux编程实现用户态下带参数的ls命令功能
ls命令支持以下功能：
①支持 -l 参数；
②输出结果按字典排序；
③列出“.”文件，支持-a参数，在没有-a时候不显示隐藏文件；
④显示记录总数；
⑤支持对给定的目录进行操作，如 ls /tmp；
⑥正确显示文件特殊属性suid、sgid和stick y；
⑦支持-u参数，它会显示出文件的最后访问时间；
⑧当关掉一个文件的读权限，就不能打开这个文件来读。如果从一个终端登录，打开一个文件，保持文件的打开状态，然后从另外的终端登录，去掉文件的读权限，看会出现什么情况。编写一个程序，先用open()打开一个文件，用read()读一些内容，调用sleep()等待20s 以后，再读一些内容，从另外的终端，再等待的20s内去掉文件的读权限，这样会有什么结果？
2.编写内核模块显示目录或文件的信息。
?调试《Linux操作系统原理与应用》第8章文件系统P215 的例子
?给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径
①当path为目录时，显示目录对应的dentrey结构中的相关信息（可打印的信息）；
②当path为文件时，显示文件对应的indoe结构中的相关信息（可打印的信息）；
③当路径错误时，有错误提示信息。三．概要设计
1．功能模块图；
?实现ls命令功能
?编写内核模块
①编写内核模块，打印super_block结构中一些域的值。(课本上的例子)
②给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径
2．各个模块详细的功能描述。
?实现ls命令功能
①ls -l：每个文件单独占一行，显示文件的详细属性信息
②ls -a：显示包括隐藏文件在内的所有文件
③ls -u：显示出文件的最后访问时间
④ls：显示的文件名按字典顺序排序
⑤ls /指定目录：显示当前目录下的内容
⑥ls -lu：每个文件单独占一行，显示文件的详细属性信息，并且显示出文件的最后访问时间
⑦ls -la：显示包括隐藏文件在内的所有文件的详细属性信息
⑧ls -lua：显示包括隐藏文件在内的所有文件的详细属性信息，并且显示出文件的最后访问时间
⑨chmod 权限文件名：修改文件的权限，并且显示出此文件是否受suid，sgid和sticky的控制
⑩chmod 权限(3位) 在一终端运行程序，读取文件信息，在另一终端修改文件权限，看结果。
?编写内核模块
①编写内核模块，打印super_block结构中一些域的值。(课本上的例子)
遍历系统中的超级块：list_head结构类型的字段名称为s_list。list_entry宏通过指向list_head 节点的地址来得到外部超级块的首地址。获取系统中个超级块的地址，获得某个子进程的地址，打印文件系统所在的主设备号和次设备号和文件系统名。遍历打印每个超级块中的所有索引节点号，打印索引结点。
②给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径
path=路径时，显示如下信息：
●目录项标志
●哈希表
●短目录名
●目录项长度
●目录项名
●目录项计数器的引用
path=文件时，显示如下信息：
●文件索引节点的数量
●文件类型和权限
●用户ID
●用户组ID
●指定文件系统的读写访问标志
●文件大小
●索引节点的状态
●硬链接数
●引用记数
●文件的块数
●版本号
●以位为单位的块大小
错误信息显示：Open file failed
四．详细设计
1．功能函数的调用关系图
?ls 命令
①错误处理函数，打印出错误所在行的行数和错误信息 void my_error(const char *error_string, int line)； ②获取文件属性
void show_file_attribute(struct stat buf,char *file_name,int flag_u) ③输出文件的文件名，若命令中
没有-l 选项，则输出文件时要保证上下
对齐 void show_file_columns(char *file_name) ④根据命令行参数(存放在flag 中)和完整路径名(存放在pathname 中)显示目标文件 void show_file(int flag,char *pathname) ⑤为显示某个目录下的文件做准备,path:要显示的目录 void show_file_dir(int flag_param,char *path)
?编写内核模块
①编写内核模块，打印super_block 结构中一些域的值。(课本上的例子)
②给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径
2．各功能函数的数据流程图
void show_file_dir(int flag_param,char *path)
?编写内核模块
①编写内核模块，打印super_block结构中一些域的值。(课本上的例子)
②给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径●文件信息
●目录信息
3．重点设计及编码
?ls命令
重点设计：为显示某个目录下的文件做准备,path:要显示的目录编码：
void show_file_dir(int flag_param,char *path)
{
DIR *dir;// 对目录进行操作
struct dirent *ptr;//对目录的数据项进行操作
int count=0;
char filenames[256][PATH_MAX+1],temp[PA TH_MAX+1];
char tempfile[PATH_MAX+1];
struct stat buf;
int atime[PATH_MAX+1],temp1;
//获取该目录下文件总数和最长的文件名
dir=opendir(path);
if(dir==NULL){
my_error("opendir",__LINE__);
}
while((ptr=readdir(dir))!=NULL){//对整个目录进行遍历if(filename_maxlen
filename_maxlen=strlen(ptr->d_name);
count++;
}
closedir(dir);
if(count>256)
my_error("这个目录下的文件太多了",__LINE__);
int i,j,length=strlen(path);
//获取该目录下所有的文件名
dir=opendir(path);
for(i=0;i ptr=readdir(dir); if(ptr==NULL){ my_error("readdir",__LINE__);//__LINE__:预编译器内置宏，表示行数} strcpy(tempfile,path); strcat(tempfile,ptr->d_name); if(lstat(tempfile,&buf) == -1){ my_error("lstat", __LINE__); } atime[i] = buf.st_atime; strncpy(filenames[i],path,length);//保存文件路径 filenames[i][length]='\0'; strcat(filenames[i],ptr->d_name);//d_name:当前目录下所有文件/子目录 filenames[i][length+strlen(ptr->d_name)]='\0'; } //文件名按最后访问时间进行排序 if(flag_param == PARAM_U||(flag_param == PARAM_U+PARAM_A)){ for(i = 0;i < count-1;i++){ for(j = i+1;j < count;j++){ if(atime[i] < atime[j]) { temp1 = atime[i]; atime[i] = atime[j]; atime[j] = temp1; strcpy(tempfile,filenames[i]); strcpy(filenames[i],filenames[j]); strcpy(filenames[j],tempfile); } } } }else{ //文件名按字母顺序存储于filenames for(i = 0; i < count-1; i++) for(j = 0; j < count-1-i; j++) { if( strcmp(filenames[j],filenames[j+1]) > 0 ) { strcpy(temp,filenames[j+1]); temp[strlen(filenames[j+1])] = '\0'; strcpy(filenames[j+1],filenames[j]); filenames[j+1][strlen(filenames[j])] = '\0'; strcpy(filenames[j], temp); filenames[j][strlen(temp)] = '\0'; } } } for(i = 0; i < count; i++) show_file(flag_param, filenames[i]); closedir(dir); //如果命令中没有-l选项,打印一个换行符 if((flag_param & PARAM_L)==0) printf("\n"); else printf("总记录数是：%d\n",(int)sum/2); } ?编写内核模块 ①编写内核模块，打印super_block结构中一些域的值。(课本上的例子) 重点设计：遍历系统中的超级块 编码： list_for_each(pos,(struct list_head *)SUPER_BLOCKS_ADDRESS){ //list_entry宏通过指向list_head节点的地址来得到外部超级块的首地址 //list_head结构类型的字段名称为s_list // 获取系统中个超级块的地址 sb=list_entry(pos,struct super_block,s_list);//某个子进程的地址 //打印文件系统所在的主设备号和次设备号 printk("\ndev_t:%d:%d\n",MAJOR(sb->s_dev),MINOR(sb->s_dev)); //打印文件系统名 printk("file_type name:%s",sb->s_type->name); //遍历打印每个超级块中的所有索引节点号 list_for_each(linode,&sb->s_inodes){ pinode=list_entry(linode,struct inode,i_sb_list); count++; printk("%lu\t",pinode->i_ino);//打印索引结点 ②给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径 重点设计：打开文件 编码： static int kernel_file_open(char *path) { //O_DIRECTORY 如果参数所指的文件并非为一目录，则打开文件失败// 以目录的形式打开 file=filp_open(path,O_DIRECTORY,0); if(IS_ERR(file)) { file=filp_open(path,O_RDWR|O_CREAT,0777); if(IS_ERR(file)) { printk("Open file %s failed..\n",path);// 路径错误 return 0; } //文件 printk("open file success!\n"); printk("Path of file: %s",path); kernel_file_info(); printk("ending!\n"); filp_close(file,NULL); return 1; } else { //目录 printk("\nThis is a diretory!\n"); printk("Path of directory: %s",path); kernel_dir_info(); printk("ending!\n"); filp_close(file,NULL); return 0; } 五．测试数据及运行结果 1．正常测试数据和运行结果 ?ls命令 ①ls ②ls -l 并显示总记录数 ③ls -a ④ls -u ⑤ls -ul ⑥ls -ua ⑦ls -la ⑧ls -lau ⑨ls /tmp ⑩ls -l 文件名.c 修改文件的属性并看suid，sgid，sticky是否起作用了。 ?修改文件权限 读取3.txt中的内容 修改3.txt的权限 再读取3.txt 修改3.txt权限 再读取3.txt ?编写内核模块 ①编写内核模块，打印super_block结构中一些域的值。(课本上的例子) ●插入：insmod ●卸载：rmmod ●显示：dmesg ●运行结果： 显示主设备号，次设备号，文件类型名和索引节点数量。 ②给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径●调试 ●path=文件 ●path=目录 ●当目录中没有文件时，会自动创建指定文件 ●路径错误时，报错 2．异常测试数据及运行结果 ?ls命令 ①编写内核模块，打印super_block结构中一些域的值。(课本上的例子) ②给内核模块传入参数path，其中path为绝对路径 六．调试情况，设计技巧及体会 1．改进方案 ●在使用Linux编程实现用户态下带参数的ls命令功能的过程中，我实现了基本要求和部分高级要求，使得ls的部分命令可以实现，但是我的代码没有实现ls -R递归地列出目录中所有的文件包含子目录中的文件和输出结果分栏排序，每栏的宽度由这一栏最长的文件名决定，显示的栏数还受终端显示器的的宽度影响，每一列尽可能的等宽。这样让显示结果看上去不是那么的整齐。为了使显示结果看起来整齐并且代码功能强大，在代码中添加递归，遍历等和调用系统中的一些宏来实现-R和控制终端大小。 ●在内核传参的实验过程中，我的代码实现了路径为目录和文件的传参并且在传入路径错误时会报错，但是不能实现当指定目录中没有某个文件时，不能自动创建这个文件，通过修改代码，我的代码实现了这个功能。 2．体会 通过本次课程设计，让我对ls有了进一步的了解和认识，通过编写ls代码，实现用户态下带参数的ls命令功能，让我对ls下参数有了更深的了解。通过内核模块传参的代码，让我对linux下内核模块中dentry目录项和file文件结构体有了进一步的了解和认识。经过这为期两周的linux课程设计，让我对linux有了更深，更进一步的了解和掌握，让我对ls命令中的参数和内核模块中一些宏和结构体有了一定的了解和掌握，这为我以后的学习打下了坚实的基础。本次的linux课程设计增长了我的见识，让我的知识面更宽更广。 七．参考文献 [1] DANIEL P.BOVET&MARCO CESATI. 深入理解LINUX内核[M]. 陈莉君，张琼声，张宏伟，译.第三版. 北京：中国电力出版社，2007:825-831. [2]Documentation/x86/boot.txt [3 ]鸟哥. 鸟哥的Linux私房菜[M]. 王世江，改编. 第三版. 北京：人民邮电出版社，2011：293-399，596-608. [4] Richard Blum. 汇编语言程序设计[M]. 马朝晖译. 北京：机械工业出版社，2006. [5]https://www.wendangku.net/doc/cb2490241.html,/images/d/d2/Tools-and-technique-for-reducing-bootup-time.p df 八．附录： 源代码（电子版） Linux内核—文件系统模块的设计和开发 郑小辉 摘要：目前，Linux技术已经成为IT技术发展的热点，投身于Linux技术研究的社区、研究机构和软件企业越来越多，支持Linux的软件、硬件制造商和解决方案提供商也迅速增加，Linux在信息化建设中的应用范围也越来越广，Linux产业链已初步形成，并正在得到持续的完善。随着整个Linux产业的发展，Linux技术也处在快速的发展过程中，形成了若干技术热点。 本文介绍了Linux的发展和特点，以及与其他文件系统的区别。文中主要是对Linux2.4.0内核文件系统源代码的分析，并参考其文件格式设计一个简洁的文件系统。源代码的分析主要介绍了VFS文件系统的结构，Linux自己的Ext2文件系统结构，以及文件系统中的主要函数操作。 在设计的简洁文件系统中，通过调用一些系统函数实现了用户的登录、浏览目录、创建目录、更改目录、创建文件以及退出系统功能。 关键字：Linux 源代码分析文件系统Ext2 Linux内核 Linux kernel -Design and development for the File System Module Zheng xiaohui Abstract: Currently, Linux IT technology has become a hot development technology. Participating in Linux technology research communities, research institutes and software enterprises are in support of Linux more and more, software and hardware manufacturers and solution providers have increased rapidly, In the development of the information industry the Linux application is also increasing, Linux industry chain has taken shape, and is sustained improvemently. With the entire industry in the development of Linux, and Linux is also at the rapid development process, formed a number of technical points. This paper presents the development of Linux and features, and with other file system differences. The main text of the document is Linux2.4.0 system kernel source code analysis, and I reference its file format to design a simple file system. The analysis of the source code mainly on the VFS file system structure, Linux Ext2 its own file system structures, file systems and the main function operation. In the design of the file simple system, some system function is used to achieve function such as: the user's login, browse catalogs, create directories, Change directory, create documents and withdraw from the system function and etc. Key words: Linux, the source code, file system, Ext2, Linux kernel 合肥学院 嵌入式系统设计实验报告 （2013- 2014第二学期） 专业： 实验项目：实验四 Linux内核移植实验 实验时间： 2014 年 5 月 12 实验成员： _____ 指导老师：干开峰 电子信息与电气工程系 2014年4月制 一、实验目的 1、熟悉嵌入式Linux的内核相关代码分布情况。 2、掌握Linux内核移植过程。 3、学会编译和测试Linux内核。 二、实验内容 本实验了解Linux2.6.32代码结构，基于S3C2440处理器，完成Linux2.6.32内核移植，并完成编译和在目标开发板上测试通过。 三、实验步骤 1、使用光盘自带源码默认配置Linux内核 ⑴在光盘linux文件夹中找到linux-2.6.32.2-mini2440.tar.gz源码文件。 输入命令：#tar –jxvf linux-2.6.32.2-mini2440-20110413.tar对其进行解压。 ⑵执行以下命令来使用缺省配置文件config_x35 输入命令#cp config_mini2440_x35 .config；（注意：x35后面有个空格，然后有个“.”开头的 config ） 然后执行“make menuconfig”命令，但是会出现出现缺少ncurses libraries的错误，如下图所示： 解决办法：输入sudo apt-get install libncurses5-dev 命令进行在线安装ncurses libraries服务。 安装好之后在make menuconfig一下就会出现如下图所示。 ⑶配置内核界面，不用做任何更改，在主菜单里选择 简单文件系统的设计及实现 一、实验目的： 1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解 2、要求设计一个 n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。 二、实验内容： 1、设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。 2、程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。 3、为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作 4、算法与框图 ?因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。 ?文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。 ?程序中使用的主要设计结构如下：主文件目录和用户文件目录（ MFD、UFD）； 打开文件目录（ AFD）（即运行文件目录） 文件系统算法的流程图如下 三、工具/准备工作： 在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。并做以下准备： 1) 一台运行Windows 2000 Professional或Windows 2000 Server的操作系统的计算机。 2) 计算机中需安装Visual C++ 6.0专业版或企业版 四、实验要求： （１）按照学校关于实验报告格式的要求，编写实验报告（含流程图）； （２）实验时按两人一组进行分组，将本组认为效果较好的程序提交检查。 文件系统简介： 理论上说一个嵌入式设备如果内核能够运行起来，且不需要运行用户进程的话，是不需要文件系统的。文件系统简单的说就是一种目录结构，由于linux操作系统的设备在系统中 是以文件的形式存在，将这些文件进行分类管理以及提供和内核交互的接口，就形成一定的目录结构也就是文件系统。文件系统是为用户反映系统的一种形式，为用户提供一个检测控制系统的接口。 根文件系统，就是一种特殊的文件系统。那么根文件系统和普通的文件系统有什么区别呢？由于根文件系统是内核启动时挂在的第一个文件系统，那么根文件系统就要包括Linux 启动时所必须的目录和关键性的文件，例如Linux启动时都需要有用户进程init对应的文件，在Linux挂载分区时Linux一定会找/etc/fstab这个挂载文件等，根文件系统中还包括了许多的应用程序，如/bin目录下的命令等。任何包括这些Linux 系统启动所必须的文件的文件系统都可以称为根文件系统。 Linux支持多种文件系统，包括ext2、ext3、vfat、ntfs、iso9660、jffs、ramfs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，为各类文件系统提供一个统一的操作界面和应用编程接口。下图是linux文件系统层次关系图。 MTD MTD(memory technology device内存技术设备)是用于访问memory设备（ROM、flash）的Linux的子系统。MTD的主要目的是为了使新的memory设备的驱动更加简单，为此它在硬件和上层之间提供了一个抽象的接口。MTD的所有源代码在/drivers/mtd子目录下。 实验四ramdisk根文件系统的制作 一．实验目的 1.熟悉根文件系统组织结构； 2.定制、编译ramdisk根文件系统。 二．实验设备 1.硬件：EduKit-IV 嵌入式教学实验平台、Mini2410 核心子板、PC 机； 2.软件：Windows 2000/NT/XP、Ubuntu 8.04、其他嵌入式软件包。 三．实验内容 利用6.3 中的已经完成的文件系统，生成一个根文件系统镜像。 四．实验原理 ramdisk是内核初始化的时候用到的一个临时文件系统，是一个最小的linuxrootfs系统，它包含了除内核以外的所有linux系统在引导和管理时需要的工具，做为启动引导驱动，包含如下目录： bin，dev，etc，home，lib，mnt，proc，sbin，usr，var。还需要有一些基本的工具：sh，ls，cp，mv……（位于/bin 目录中）；必要的配置文件：inittab，rc，fstab……位于（/etc目录种）；必要的设备文件：/dev/tty*，/dev/console，/dev/men……（位于/dev目录中）；sh，ls等工具必要的运行库：glibc。1．制作ramdisk根文件系统映像 1）单击菜单应用程序->附件->终端打开终端，设置环境变量： $ source /usr/local/src/EduKit-IV/Mini2410/set_env_linux.sh $ source /usr/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/path.sh 2）执行命令切换到ramdisk实验目录下： $cd $SIMPLEDIR/6.4-ramdisk 3）运行脚本文件： $ sudosh ramdisk-install.sh shell 脚本命令说明： #!/bin/bash # # ramdisk-install.sh - Make ramdiskfilesystem. # # Copyright (C) 2002-2007 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 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"); 嵌入式系统实验报告(二) --嵌入式文件系统的构建 138352019陈霖坤一实验目的 了解嵌入式操作系统中文件系统的类型和作用 了解JFFS2文件系统的优点及其在嵌入式系统中的作用 掌握利用Busybox软件制作嵌入式文件系统的方法 掌握嵌入式linux文件系统的挂载过程 二实验内容与要求 编译BusyBox，以BusyBox为基础，构建一个适合的文件系统； 制作ramdisk文件系统映像，用你的文件系统启动到正常工作状态； 研究NFS作为根文件系统的启动过程。 三Busybox介绍 BusyBox最初是由Bruce Perens在1996年为Debian GNU/Linux安装盘编写的,其原始构想是希望在一张软盘上能放入一个开机系统，以作为急救盘和安装盘。后来它变成了嵌入式Linux设备和系统和Linux发布版安装程序的实质标准，因为每个Linux可执行文件需要数Kb的空间，而集成两百多个程序的BusyBox可以节省大量空间。Busybox集成了包括mini-vi编辑器、/sbin/init、文件操作、目录操作、系统配置等应用程序。 Busybox支持多种体系结构，可以选择静态或动态链接，以满足不同需要。 四linux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，linux文件系统接口设计为分层的体系结构，从而将用户接口层、文件系统实现层和操作存储设备的驱动程序分隔开。 在文件系统方面，linux可以算得上操作系统中的“瑞士军刀”。Linux支持许多种文件系统，从日志型文件系统到集群文件系统和加密文件系统，而且对于使用标准的和比较奇特的文件系统以及开发文件系统来说，linux是极好的平台，这得益于linux内核中的虚拟文件系统（VFS，也称虚拟文件系统交换器）。 文件结构 Windows的文件结构是多个并列的树状结构，不同的磁盘分区各对应一个树。Linux的文件结构是单个的树，最上层是根目录，其它目录都从根目录生成。不同的linux发行版集 实验四文件系统实验 一 . 目的要求 1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 2、要求设计一个 n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。 二 . 例题： 1、设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。 2、程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。 3、为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作。 4、算法与框图： ①因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。 ②文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。 ③程序中使用的主要设计结构如下： 主文件目录和用户文件目录（ MFD、UFD） 打开文件目录（ AFD）（即运行文件目录） 文件系统算法的流程图如下： 三 . 实验题： 1、增加 2～3个文件操作命令，并加以实现。（如移动读写指针，改变文件属性，更换文件名，改变文件保护级别）。 #include 齐鲁工业大学实验报告成绩 一、实验目的及要求 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。 二、实验过程及结果 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。 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。 〈3〉使用cat命令查看file1文件的内容。 〈4〉利用man命令显示date命令的用法（说明文件）： 〈5〉将date命令的用法（说明文件内容）附加到文件file1的后面： 3.文件存取权限 mv file_a file1 恢复文件file1； ls –l 显示文件file1的权限为 rw-rw-r—； 1）．取消同组用户g和其他用户o 对文件可读的权利； 2）．显示文件file1的权限。 3）．恢复同组用户g和其他用户o 对文件可读的权利； Linux内核配置编译与文件系统构建 南京大学 黄开成101180046 2012.11.11 一：实验目的 1.了解嵌入式系统的开发环境，内核与文件系统的下载和启动； 2.了解Linux内核源代码的目录结构及各自目录的相关内容，了解Linux内核各配置选项内容和作用，掌握Linux内核的编译过程； 3.了解嵌入式操作系统中文件系统的类型和应用、了解JFFS2文件系统的优点及其在嵌入式系统中的作用、掌握利用Busybox软件制作嵌入式文件系统的方法，并且掌握嵌入式Linux文件系统的挂载过程。二：实验环境说明 1.PC机使用openSUSE 14 Enterprise 系统。 2.开发板使用深圳市武耀博德信息技术有限公司生产的基于Inter 的PXA270处理器的多功能嵌入式开发平台EELIOD。 3.PC机通过RS-232串口与开发板相连，在PC机终端上运行minicom 程序构造一个开发板上的终端，用于对开发板的控制。 4.PC机与开发板通过ethernet网络相连接，并可在开发板上通过加载网络文件系统（NFS）与PC机通信。 5.Bootloader可以通过tftp协议从PC机上下载内核镜像和根文件系统镜像。下载目录为/tftpboot 。 6.用于开发板的Linux内核源码为linux-2.4.21-51Board_EDR， busybox版本为busybox-1.00-pre5。 7.交叉编译器的路径为/usr/local/arm-linux/bin/arm-linux。 三：实验操作过程和分析记录 1.嵌入式系统的开发环境和开发流程： 1.1启动minicom和开发板 在PC机上打开一个终端，输入： >minicom 按Ctrl+A-o进入minicom的configuration界面。对串行通信接口进行配置，串口设置为：/dev/ttyS0（串口线接在PC机的串口1上）、bps=115200、8位数据、无校验、无流控制。 然后打开开发板电源，看到屏幕有反应之后，按任意键进入配置界面，如果长时间没有按下任何键，bootloader将会自动从flash中读取内核和根文件系统并启动开发板上的Linux系统。 分析：嵌入式系统中，通常并没有像PC机中BIOS 那样的固件程序，因此整个系统的加载启动任务完全由bootloader来完成。bootloader的主要作用是：初始化硬件设备；建立内存空间的映射图；完成内核的加载，为内核设置启动参数。 按0进入命令行模式，出现51board>，可以设置开发板和PC机的IP 地址： 51board> set myipaddr 192.168.208.133(设置开发板的IP地址) 51board> set destipaddr 192.168.208.33（设置PC机的IP地址）注意IP地址的设置：使其处于同一网段，并且避免和其他系统的 实验五根文件系统移植 实验目的: 通过本次实验，使大家学会根文件系统移植的具体步骤，并对根文件系统有更近一步的感官认识。让同学理解由于根文件系统是内核启动时挂在的第一个文件系统，那么根文件系统就要包括Linux启动时所必须的目录和关键性的文件，任何包括这些Linux 系统启动所必须的文件都可以成为根文件系统。 实验硬件条件： 1、实验PC机一台，TINY6410开发板一台 2、电源线，串口线，数据线。 实验软件条件： 1、VMware Workstation， 2、Ubuntu10.04 3、mktools-20110720.tar.gz 4、busybox-1.13.3-mini2440.tgz, 5、SecureCRT以及dnw烧写工具 实验步骤： 一、实验步骤 1.进入rootfs目录，查看压缩文件，具体操作指令如下： 2.发现有两个压缩文件夹，分别进行解压： 3.tar xvzf busybox-1.13.3-mini2440.tgz， 4.tar xvzf mktools-20110720.tar.gz，解压完成后， 5.查看文件夹#ls 二、实验步骤 1.修改架构，编译器#cd busybox-1.13.3/ 2.进入后查看#ls 3.#gedit Makefile 4.修改 164行 CROSS_COMPILE ?=arm-linux- 5.修改190行 ARCH ?= arm 6.保存后，退出！ 三、实验步骤 1.修改配置 #make menuconfig 2.若出现如下提示 3.需调整到最大化。 4.把Busybox Settings -----→>Build Option ------→> Build BusyBox as astatic binary (no shared libs) 选择上，其他的默认即可。 然后一直退出，保存即可 5.接着执行 make接着执行 make install 6.最终生成的文件在_install 中 #cd _install 实验报告 实验题目：文件系统 姓名： 学号： 课程名称：操作系统 所在学院：信息科学与工程学院 专业班级：计算机 任课教师： 实验项目名称文件系统 一、实验目的与要求： 1、通过一个简单多用户文件系统的设计,加深理解文件系统的内部功能及其内部实现。 2、熟悉文件管理系统的设计方法，加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。 3、通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。 4、通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。 二、实验设备及软件： 一台PC（Linux系统） 三、实验方法（原理、流程图） 试验方法 （1）首先应当确定文件系统的数据结构：主目录、子目录以及活动文件等。主目录和子 目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。 （2）用户创建文件，可以编号存储于磁盘上。如file0，file1，file2…并以编号作为物理地 址，在目录中登记。 文件系统功能流程图 图1.文件系统总体命令分析 图 2.登录流程图图 3. ialloc流程图 图4.balloc流程图图5.密码修改流程图 图6.初始化磁盘 图 7.显示所有子目录 dir/ls 操作流程图 图8.创建文件 creatfile 、创建目录 mkdir 流程图 图9.改变当前路径 cd 操作流程图 实验原理 1.文件操作 ◆mkdir 创建目录文件模块，输入 mkdir 命令，回车，输入文件名，回车，即会在当前目录文件下创建一个名为刚刚输入的文件名的目录文件。在该创建过程中首先要判断该目录中有没有同名的文件，如果有的话就创建失败，还要判断在该目录下有没有创建文件的权限，有权限才可以创建。具体流程图查看第二节，系统流程图设计部分。 ◆del 删除文件模块，输入 del命令，回车，输入文件名，回车，即会在当前目录文件下删除一个名为刚刚输入的文件名的数据文件。在该删除过程中要判断该目录中是否存在该文件，如果不存在就没有必要执行该操作了，还要判断在该目录下有没有删除文件的权限，有权限才可以删除。具体流程图查看第二节，系统流程图设计部分。 ◆ls 显示当前目录下所有目录的模块，输入 ls 命令，回车 ,即会在屏幕上显示当前目录下的所有目录。在该过程中要判断该目录中是否为空，如果为空就没有必要执行该操作了。执行操作时，要调用 readdir （INode inode ）函数 ,先读入文件内容到 content 里面，然后直接输出。如果子目录里面还有子目录，则通过递归，一并输出来。具体流程图查看第二节，系统流程图设计部分。 ◆chmod 改变文件权限模块，输入 chmod 命令，回车，输入文件名，回车，即会根据不同类别的用户在屏幕上提示要改变哪一类用户的权限。如果是文件拥有者执行该操作，他可以选择修改自己、其他用户的权限；如果是文件所属组成员执行该操作，他可以选择修改自己、其他用户的权限；如果是其他用户执行该操作，他只能选择修改自己的权限；在该过程中要判断该目录中是否存在该文件，如果不存在就没有必要执行该操作了。执行操作时，要判断对该文件有没有执行写操作的权利，没有就不能进行。具体流程图查看第二节，系统流程图设计部分。 ◆cd 改变当前所在目录的模块。输入 cd,回车，相应的字符串，回车，则会根据输入字符串的不同跳转到不同的目录下。如果字符串是‘ .’ ，则到当前目录；如果字符串是‘ ..’ ，则到父目录；如果字符串是‘/’ ，则到根目录；如果字符串是当前目录下的子目录，则到该子目录；如果字符串是一个决定路径，则到该绝对路径。当然在执行的时候要判断有没有该子目录或者该绝对路径，如果没有的话，就不能执行。具体流程图查看第二节，系统流程图设计部分。 2. 用户操作 ◆login 用户注销模块，输入 login ，回车，当前用户就退出了，需要重新登录。 ◆pw 用户修改口令模块，输入 pw ，回车，则会提示输入原始密码，输入正确了才可以提示输入新密码，并且要求新密码输入两次，两次一样了才能通过修改密码成功。具体流程图查看第二节，系统流程图设计部分。 ◆logout 用户退出系统模块，输入 logout ，回车，系统自动退出。 实训项目四-嵌入四Linux系统根文件系统制作一. 项目实施目的 了解 UP-CUP2440 型实验平台Linux 系统下根文件系统结构 掌握根文件系统的搭建过程 掌握busybox、mkcramfs等工具的使用方法 二. 项目主要任务 使用busybox生成文件系统中的命令部分，使用mkcramfs工具制作CRAMFS 格式的根文件系统。 分析根文件系统etc目录下重要配置文件的格式及语法，熟悉根文件系统的启动过程 三. 基本概念 1．文件系统基本概念 Linux的一个最重要特点就是它支持许多不同的文件系统。这使Linux非常灵活，能够与许多其他的操作系统共存。Linux支持的常见的文件系统有：JFS、ReiserFS、ext、ext2、ext3、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等。随着时间的推移， Linux支持的文件系统数还会增加。Linux是通过把系统支持的各种文件系统链接到一个单独的树形层次结构中，来实现对多文件系统的支持的。该树形层次结构把文件系统表示成一个整个的独立实体。无论什么类型的文件系统，都被装配到某个目录上，由被装配的文件系统的文件覆盖该目录原有的内容。该个目录被称为装配目录或装配点。在文件系统卸载时，装配目录中原有的文件才会显露出来。在Linux 文件系统中，文件用i节点来表示、目录只是包含有一组目录条目列表的简单文件，而设备可以通过特殊文件上的I/O 请求被访问。 2．常见的嵌入式文件系统 嵌入式Linux系统一般没有大容量的磁盘，多使用flash存储器，所以多采用基于Flash（NOR和NAND）的文件系统或者RAM内存的文件系统。 （1）Flash根据结构不同分为 NOR Flash和NAND Flash。基于flash的文件系统主要有： jffs2：RedHat基于jffs开发的文件系统。 操作系统课程设计之三 设计任务：模拟OS文件系统 在任一OS（Window或者Dos；也可以是在Linux下，但要求能将结果演示给老 师看）下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模拟OS 字 ，第 ⑤、每个目录实际能放下文件或子目录30项。 ⑸、文件系统空间分配： ①、第0个盘块（1k）存放磁盘信息（可以设定为格式说明“FAT32”、盘块大小，盘块数等 内容） ②、第1个盘块起，至125盘块，共125个盘块（125k）存放FAT内容 ③、第126、127（2个）盘块，存放位示图 ④、从第128盘块至10000盘块，皆为数据（区）盘块，其逻辑编号从0开始，至 9872号数据盘块，即第0数据盘块为128号盘块，第1数据盘块为129号盘块，… ⑤、第0数据盘块（即128号盘块），存放根目录（同样只用一个盘块作根目录）， 由于第0、1目录项为“.”（本目录）, “..”（父目录），因此根目录下同样只能存放30个文件或目录，并且从第2个目录项开始。 ⑥、文件或子目录数据，放在第1数据盘块及以后的数据盘块中，由用户按需要使 用。 内容 ⑺、删除文件 #DelFile 文件名.扩展名，在文件所在的目录项中，将第一个字节变为0xE5，并同时修改FAT内容和位示图内容；如果文件不存在，给出出错信息 ⑻、文件拷贝 #CopyFile 老文件,新文件，为新文件创建一个目录项，并将老文件内容复制到新文件中，并同时修改FAT内容和位示图内容 ⑼、显示位示图内容 #ShowBitMP，将位示图内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制）⑽、显示FAT内容 #ShowFAT，将FAT内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制） 4、程序的总体流程为： ⑴、输出提示符#，等待接受命令，分析键入的命令； ⑵、对合法的命令，执行相应的处理程序，否则输出错误信息，继续等待新命令 关于对FAT表和MAP表的用法 1.当要用到数据块是，查询MAP表（因为只做比较查询即可）,查询到的未用位置 置1，然后在FAT表上进行相应记录，在本程序做出的规定是，当文件夹FAT 表做-1，若是文件则按照FAT做对应的顺序记录，最后一块同样是-1结束，2.回收的时候，是按照FAT表的首项，做顺序置0，然后MAP也在相应位置置0 安阳师范学院计算机与信息工程学院 《嵌入式系统》 课程设计 实践选题：内核与文件系统的烧写 专业班级： 指导教师： 姓名学号： 成绩评定： 题目：内核与文件系统的烧写 一、问题描述及分析 把 Linux 操作系统针对具体的目标平台做必要改写之后，安装到该目标平台使其正确的运行起来。建立根文件系统的初始文件，并且把生成的zImage以及rootfs.img文件和自己编写的测试程序烧录到pxa70开发板上。 因此，我们首先要进行内核裁剪生成所需的zImge文件，然后建立跟文件目录，并运用交叉编译arm-linux-gcc生成可执行的测试程序文件移动入建立的跟文件目录，然后运用mkfs.jffs2工具生成文件系统镜像文件。 二、课程设计内容 1、系统结构与软件设计流程 2、任务分工 XXX：编写测试程序以及烧录文件到开发板XXX：进行内核裁剪 XXX：进行根文件系统建立 3、软件操作说明 SecureCRT 5.1操作说明： 打开界面： 配置端口： 连接： Tftp32操作说明： 见详细步骤tftp32配置 4、主要实现方法 包括开发环境、编译环境、运行环境描述，主要技术要点等内容。 开发环境： 硬件：UP-TECHPXA270A 嵌入式实验仪，PC 机 pentumn500 以上, 硬盘10G 以上 软件：PC机操作系统 REDHAT LINUX 9.0 ＋MINICOM ＋ AMRLINUX 开发环境 编译环境：arm-linux-gcc交叉编译环境 运行环境：PXA270开发板 详细步骤： （1）裁剪内核 进入内核所在目录,键入 make menuconfig 您就会看到配置菜单 在硬盘上制作根文件系统 一、实验目标： 在硬盘上建立一个根文件系统,硬盘镜像文件的名称为：hdc-0.11.new.img 二、实验环境： 1、Vmware workation, bochs虚拟机，ultraedit编辑环境 2、用到的四个重要的镜像文件：bootimage-0.11-hd,hdc-0.1.img,并将他们放到 mylinux0.11文件夹中。 3、实验环境：redhat linux 三、实验理论依据： 1、Linux引导启动时，默认使用的文件系统是根文件系统。其中一般都包括以下一些子目录和文件： etc/ 目录主要含有一些系统配置文件； dev/ 含有设备特殊文件，用于使用文件操作语句操作设备； bin/ 存放系统执行程序。例如sh、mkfs、fdisk等； usr/ 存放库函数、手册和其它一些文件； usr/bin 存放用户常用的普通命令； var/ 用于存放系统运行时可变的数据或者是日志等信息。 存放文件系统的设备就是文件系统设备。Linux 0.11内核所支持的文件系统是MINIX 1.0文件系统。 2、inode 译成中文就是索引节点。每个存储设备或存储设备的分区（存储设备是硬 盘、软盘、U盘... ... ）被格式化为文件系统后，应该有两部份，一部份是inode，另一部份是Block，Block是用来存储数据用的。而inode呢，就是用来存储这些数据的信息，这些信息包括文件大小、属主、归属的用户组、读写权限等。inode为每个文件进行信息索引，所以就有了inode的数值。操作系统根据指令，能通过inode 值最快的找到相对应的文件。每一个文件开头都是一个inode。 做个比喻，比如一本书，存储设备或分区就相当于这本书，Block相当于书中的每一页，inode 就相当于这本书前面的目录，一本书有很多的内容，如果想查找某部份的内容，我们可以先查目录，通过目录能最快的找到我们想要看的内容。 第七讲GMP文件管理 提纲： 1、GMP文件的概念； 2、GMP文件管理； 3、GMP文件的分类； 4、GMP文件的编制； 5、GMP文件编制的格式； 6、GMP文件的编号管理。 文件是GMP的重要组成部分，我国GMP1998年版第八章文件共有5个条目，分别规定了“药品生产企业应有生产管理、质量管理的各项制度和记录”、“制定文件的程序”、“制定生产管理和质量管理文件的要求”。 文件系统是制药企业GMP软件的基础。一个运行良好的制药企业不仅靠先进的设备等硬件支撑，也要靠管理软件来运转。管理软件的基础就是附着在GMP管理网络上的文件系统。 文件管理则是制药企业质量保证体系的重要部分，质量保证来自制药企业各个系统的健全和运转，而文件管理则是制药企业绝对不可缺少的。 第一节GMP文件的概念 1、《辞海》对文件的解释是：①公文、信件之类。如：保管好文件。②计算机的一个专用名词。a.指由若干相关的记录构成的集合。若干项目构成一个记录。若干记录构成一个文件。 2、广义文件：文件一般指由法定机关、单位印发的，用来处理公务活动，并具有特定格式的书面文字材料。根据文件的适用范围，可分为通用文件和专用文件。通用文件是指党政机关在共同的公务活动中形成的文件，其具有统一的用途、格式和一定的办理程序。专用文件是指在各专业活动中形成，在本专业范围内使用的文件，除使用范围外，还表现在文件处理程序和格式上与通用文件不同。 3、GMP文件：《中华人民共和国药品管理法》规定：药品生产企业必须按照国家药品监督管理部门制定的《药品生产质量管理规范》的要求，配备相应的设施和设备，制定和执行保证药品质量和规章制度、卫生要求。在这里，“制定和执行保证药品质量和规章制度、卫生要求”可以视为GMP的软件，而这个软件的核心是文件系统的完备和执行。 定义：制药企业的文件（GMP文件）是指一切涉及药品生产管理、质量管理的书面标准和实施中的记录结果。WHO药品生产质量管理规范（1992年）对文件的原则提法是：文件是质量保证体系的基本部分，它涉及GMP的所有方面。其目的在于确定所有物料的规格标准、生产和检验方法；保证与生产有关的所有人员知道做什么，何时做；保证授权人具有足够的资料决定一批药品是否发放；提供可对怀疑有缺陷产品的历史进行调查的线索；GMP文件没有固定的格式，它的设计和使用取决于生产企业。 提制药企业的文件系统是指贯穿于药品生产管理全过程，连贯有序的系统文件。 第二节 GMP文件管理 1、GMP文件管理的目的 用书面的程序进行管理是现代管理的一个特征。实施GMP的一个重要特点就是要做到一切行为以文件为准；按照GMP的要求，生产管理和质量管理的一切活动，均必须以文件的形式来体现。也就是说，行动可否进行，要以文字为依据。建立一套完备的文件系统可能避免语言上的差错或误解而造成事故，使一个行动如何进行只有一个标准，而且任何行动后，都有文字记录可查，做到“查有据，行有迹，追有踪”。建立完备的文件系统可以明确质量管理系统的保证作用，提供各种标准规定，追踪有缺陷的产品；建立完备的文件系统也可以使管理走上程序化、规范化，使产品质量和服务质量切实有保证。 综上所述，建立完备的文件系统，其主要目的在于： （1）明确规定保证高质量产品的质量管理体系。这是GMP三大目标要素之一； （2）行动可否进行以文字为准，避免纯口头方式产生错误危险性。Linux内核—文件系统模块的设计和开发
实验四Linux内核移植实验
操作系统简单文件系统设计及实现
文件系统介绍
实验四 ramdisk 根文件系统的制作
操作系统实验5文件系统：Linux文件管理
文件系统实验报告
实验四 文件系统实验报告
实验4 文件操作
Linux内核配置编译与文件系统构建要点
根文件系统移植
操作系统实验---文件系统
嵌入式Linux根文件系统制作
FAT文件系统操作系统课程设计实验报告
内核与文件系统的烧写
在硬盘上制作根文件系统.doc
GMP文件管理
- uboot、内核、操作系统、根文件系统之间的关系
- Linux文件系统介绍
- Linux内核探秘 深入解析文件系统和设备驱动的架构与设计
- Linux内核—文件系统模块的设计和开发
- 加载内核及文件系统
- 内核与根文件系统实验
- Llinux内核及文件系统
- Linux内核配置编译与文件系统构建要点
- 第七章 linux内核配置与文件系统制作
- 文件系统ls实现与内核编码
- 移植linux内核与根文件系统
- Linux内核与跟文件系统的关系
- 如何烧写内核和文件系统
- 内核文件系统烧制秘籍
- linux内核有关文件系统的数据结构
- Linux kernel文件系统介绍
- 第2章_嵌入式Linux内核文件系统与存储(模板)
- 内核及文件系统
- 内核与文件系统的烧写
- 内核,文件系统实验报告一