文件系统设计中,使用了denty,inode,fs,file等关键性的数据结构其中

1、一、linux的vfs文件系统设汁中,使用了 denty,inode,fs,file等关键性的数据结构.其中dentry 和inode川来记载相关的单个文件的管理信息，例如文件名字,创建者，创建口期，文件人小，文 件物理存储地址等等.那么，为什么要用两个数据结构，而不是合并成一个数据结构來记载这些信息？（问题1）,tile数据结构记载了某个进程使用文件的现场情况，例如文件访问指针等，当用八进程打开文 件准备操作时，内核必然要为这个进程创建file数据结构,然后才能依赖此结构分数次访问文 件那么有没有不需要打开操作就可以使用的文件?如果没有这样的经丿力,那么设想一下，内核 有没有必要提供一些默认

2、的不需要用户打开就可以操作的文件，为什么?（问题2）,linux的文件系统中有三种类型文件：磁盘文件，设备文件，特殊文件.请从文件的数据和管理 信这两方血来分析一下这三类文件的区别（问题3）,文件的权限与系统的数据安全息息相关，请说明linux操作系统管理文件权限的方法（问题4）第1小问答案：川一个数据结构的话，在存储数据，会造成数据的兀余性，使得存储量过人, 浪费不必要的空i'可。第2小问答案：有没有不需要打开操作就可以使用的文件：答，有这样的文件。内核有没有必要提供一些默认的不需要用户打开就可以操作的文件：答：有 必要。因为提供这样的文件可以较为方便的操作一些操作系统级别的问题。笫

3、3小问答案：磁盘文件设备文件特殊文件來口与日常数据，比如各种应用的录入等；来自各硕件的基本信息，比如各种駛件的驳动等；可能是来白用户的录入信息文件，或者文木文件等，可以归属于磁盘文件。第4小问答案：linux屮，每一个文件都具有特定的属性。主要包括文件类型和文件权限两 个方血。可以分为5种不同的类型：普通文件、目录文件、链接文件、设备文件和管道文件。所谓的文件权限，是指对文件的访问权限，包括对文件的读、写、删除、执行。linux是 一个多用户操作系统，它允许多个川户同时登录和工作。因此linux将一个文件或口录与 一个用八或纽.联系起來。访问控制列表（acl： access control l

4、ist）为计算机捉供更好的访问 控制，它的作用是限制包括root用户在内的所有用户对文件、资源或者套接字的访问。下 而就來说说设置方法。步骤1检查系统核心首先检查你的linux系统的核心是否有支持acl的功能。因为linux系统并不是每一 个版本的核心都有支持acl的功能，而最简单的方法就是检查系统目前的核心能否支持：root mail /# cat /boot/config-kernel-versiongrep -i ext3config_ext3_fs=mconfig_ext3_idex=yconfig ext3 fs xattr sharing=yconfig ext3 fs xattr

5、 user=yconfig ext3 fs xattr trusted=yconfig_ext3_fs_acl=y此时如果能看到上血的几项则表示已经编译到核心中,ex文件系统已支持acl功能， 这些功能在编译核心选项中都对以找到。如果编译时找不到，对以到acl的官方网站来安 装 kernel(acl.bestbits.at/)o步骤2挂载分区你可以用下列的方式挂载分区并启用acl：#mount -t ext3 -o acl /dev/sdal /fsl你也可以玄接写在/etc/fstab文件中，这样就可以在开机后支持acl功能：#vi /etc/fstab步骤3设置acl权限acl常常针对个别

6、川户来进行设置，下面是多个不同的例子：例如需要创建testk test2> test3三个用户，可以先用root身份登录系统,然后执行以 下命令分别创建三个川户名和密码：root mail root#adduser test 1root mail rootl#adduser test2rootmail root#adduser test3rootmail root#passwd testlrootmciil root#passwd test2root©mail rootl#passwd test3然后mount 一个ext3文件到目录/fsl ：rootmail root#mo

7、unt -t ext3 -o acl /dev/sdal /fsl再将tcstl建立的文件设置读写的权限给test2 :rootmail rootj#chmod -r 7力 /fsl止所有的用户都能增加文件到目录的权限：先用testl登录系统，执行命令：test 1 mail test 1# cd /fs 1test 1 mail fs 1j# echo create by test 1 ” > testl.txttest 1mail fsl# chmod go-r testl.txttest 1mail fsl# 11 test 1 .txtrw1 testl testl 17 jul

8、 14 22:11 testl.txt而如下操作则可以让除了 testl有读写的权限外其他人没有读写testl.txt的权限（root除外），先用test2登录系统后执行以下命令：test2mail test2# cd /fsltest2mail fs 1 # cat testl.txtcat : test 1 .txt permission denied接着用testl登录系统，执行如下命令：test 1mail fsl# setfacl -m u:test2:rw testl.txt这样就修改权限允许test2有这个文件的读写权限。再看一下它的文件属性的变化：testlmail fsl#

9、11-rw-rw-r+ 1 testl test 1 10 feb 16 13:52 testl.txt会看到后而多了一个“+”，表示这个文件使川acl的属性设置，再川命令getfacl来看acl的文件属性设置：testl mail fs 1 # getfacl testl.txt# file: testl.txt# owner: test 1# group: test 1 user:rw- user:test2:rw- group:rw- mask:rw- other:r 可以看到test2有权限读写这个文件。 我们再用test2登录系统执行以f命令，看看发生了什么? test2mail t

10、est2# cd /fsltest2mail fsl# cat testl.txtcreate by testl原来test2 xt以读取testl.txt文件了。test2mail fsl# echo "modify by test2h »testl.txttest2mail fsl# cat testl.txtcreate by testlmodify by test2现在test2也可以修改testl .txt文件了。接着用test3登录系统：test3mail test3# cd /fsltest3mail fsl# cat testl.txtcat: testl.

11、txt permission denied嗯嘿，除了 test 1 tcsi2外没有其他川户有读写testl.txt的权限(root除外)。看着虽然有点晕，其实命令就是这么-两条，主要是把各种情况给大家讲清楚，这样, 大家在使用linux中才会发现，比起脆弱的windows的权限防护，linux实在是做得相当不 错！二、要求写出编译和安装2.6.10内核的步骤，以及编译linux内核的体会假设以rootjij户登录系统，并已经下载了编译2.6.10内核所需的工具，它们是： modu le-i ni t-tool s- 3.1.tar.bz2,lvm2-2.00.25-l .01.i386.rp

12、m,device-mapper-1 .()0 192i386.rpm,mkinitrd-4.1.18.1-1 .i386rpm,linux-2.6.10.ta 匚 gz1、安装 module-init-tools-3.1 .tar.bz2.tar -zxvf module-init-tools-3.1 .tar.bz2cd module-init-tools-3.0./configure prefix=/sbinmakemake install./gene rate - modprobe .conf /etc/modprobe.conf2、解压缩内核源代码把下载的源代码包放到h录/usr/sr

13、c下，然后cd /usr/srctar xvlj linux-2.6 10.tn匚gzcd linux-2.6.103、#tar xvf device-mapper-1.00.19-2.i386.rpmmakemake install编译linux内核的体会:俗话说：”功夫不负有心人"，通过编译linux内核时才能真止体 会到.曾经也失败过无数次，放弃过一段吋间编译.最后通过自己不断的实践和在网上收集 这方而资料，终于在编译成功了.题h三：请简述linux系统启动的一般过程linux内核的主要组成部分令哪些请简要说明linux的内存管理方案，分析其特点，并用图示说明这种方案中逻辑地址

14、转换为物 理地址的过程1、linux系统启动的般过程：当用户打开pc的电源，bios开机自检，按bios中设置 的启动设备（通常是硬盘）启动，接着启动设备上安装的引导程序lilo或grub开始引导linux, linux首先进行内核的引导，接下来执行init程序，init程序调用了 rc.sysinit和rc等程序， rc.sysinit和rc当完成系统初始化和运行服务的任务后,返回init； init启动了 mingetty后, 打开了终端供用户登录系统，用户登录成功后进入了 shell,这样就完成了从开机到登录的 整个启动过程。2、linux内核的主要组成部分有哪些linux内核主要由五个

15、子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程 间通信。3、linux的内存管理方案，分析其特点，并川图示说明这种方案中逻辑地址转换为物理地址的 过程一、逻辑地址转线性地址机器语言指令中出现的内存地址，都是逻辑地址，船耍转换成线性地址，再经过miviu（cpu中的内存管理 单元）转换成物理地址才能够被访问到。我们写个最简单的hello world程序，用gees编译，再反编译后会看到以下指令：mov 0x8049560, %eax这里的内存地址0x80495b0就是一个逻辑地址，必须加上隐含的ds数据段的基地址，才能构成线性地址。 也就是说0x80495b0是当前任务的ds数据段

16、内的偏移。在x86保护模式下，段的信息（段基线性地址、长度、权限等）即段描述符占8个字节，段信息无法直接存 放在段寄存器中（段寄存器只有2字节）o intel的设计是段描述符集中存放在gdt或ldt中，而段寄存器存 放的是段描述符在gdt或ldt内的索引值（index）olinux中逻辑地址等于线性地址。为什么这么说呢？因为linux所冇的段（用户代码段、用户数据段、内核 代码段、内核数据段）的线性地址都是从0x00000000开始，氏度4g,送爭 线性地址二逻辑地址+0x00000000, 也就是说逻辑地址等于线性地址了。这样的情况下linux只用到了 gdt,不论是用户任务还是内核任务，都

17、没有用到ldt。gdt的第12和13项段 描述符是_kernel_cs和_kernel_ds,第14和15项段描述符是_user_cs和_user_ds。内核任务使用 _kernel_cs fll_kernel_ds,所有的用户任务共用_user_cs和_user_ds,也就是说不需要给每个任务 再单独分配段描述符。内核段描述符和用户段描述符虽然起始线性地址和长度都一样，但dpl（描述符特权 级）是不一样的。_kernel_cs 和_kernel_ds 的 dpl 值为0 （最高特权）,_user_cs 和user_ds 的 dpl 值为3。用gdb调试程序的时候，用info reg显示当前寄

18、存器的值：cs 0x73 115ss 0x7b 123ds 0x7b 123es 0x7b 123可以看到ds值为0x7b,转换成二进制为00000000 01111011, ti字段值为0,表示使用gdt, gdt索引值为 01111,即十进制15,对应的就是gdt内的_user_data用户数据段描述符。从上面可以看到，linux在x86的分段机制上运行，却通过一个巧妙的方式绕开了分段。linux主要以分页的方式实现内存管理。got二、线性地址转物理地址 前血说了 linux中逻辑地址等于线性地址，那么线性地址怎么对应到物理地址呢？这个大家 都知道，那就是通过分页机制，具体的说，就是通过页

19、表查找来对应物理地址。准确的说分页是cpu提供的一种机制，linux只是根据这种机制的规则，利用它实现了内 存管理。在保护模式下，控制寄存器cr0的最高位pg位控制着分页管理机制是否生效，如果pg=1, 分页机制生效，需通过页表查找才能把线性地址转换物理地址。如果pg=0,则分页机制无 效，线性地址就直接做为物理地址。分页的基本原理是把内存划分成大小固定的若干单元，每个单元称为一页（page）,每页包 含4k字节的地址空间（为简化分析，我们不考虑扩展分页的情况）。这样每一页的起始地址 都是4k字节对齐的。为了能转换成物理地址，我们需要给cpu提供当前任务的线性地址转 物理地址的查找表，即页表（

20、page table）o注意，为了实现每个任务的平坦的虚拟内存，每个 任务都有自己的页目录表和页表。为了节约页表占用的内存空间，x86将线性地址通过页目录表和页表两级査找转换成物理地 址。32位的线性地址被分成3个部分: 最高10位directory页廿录表偏移量，中间10位tnblc是页表偏移量，最低12位oftset 是物理页内的字节偏移量。页目录表的大小为4k (刚好是一个页的大小)，包含1024项，每个项4字节(32位)，项1 里存储的内容就是页表的物理地址。如果页口录表屮的页表尚未分配，则物理地址填0。页表的大小也是4k,同样包含1024项，毎个项4字节，内容为最终物理页的物理内存起始 地址。每个活动的任务，必须要先分配给它一个页忖录表，并把页h录表的物理地址存入c3寄存 器。页表可以提前分配好，也可以在用到的吋候再分配。还是以mov 0x80495b0, %eax中的地址为例分析一下线性地址转物理地址的过程。前血说到linux中逻辑地址等于线性地址，那么我们耍转换