Giáo trình Hệ điều hành - Chương 8: Hệ thống file trên PC - Khoa Công nghệ Thông tin - Trường ĐH Bách Khoa TP. HCM

Nội dung text: Giáo trình Hệ điều hành - Chương 8: Hệ thống file trên PC - Khoa Công nghệ Thông tin - Trường ĐH Bách Khoa TP. HCM

1. 8.1 Cách tổ chức ₫ĩa cứng trên PC Cấu trúc record ₫ặctả partition củabảng quản lý các partition : Byte Offset Length Sample Value Field Name and Definition 0x0 BYTE 0x80 80. Active partition, 00 : No Active. 0x1 BYTE 0x01 Starting Head. 0x2 6 bits 0x01 * Starting Sector. Only bits 0-5 are used. 0x3 10 bits 0x00 * Starting Cylinder. 0x4 BYTE 0x07 System ID. Defines the volume type. values. 0x5 BYTE 0xFE Ending Head. 0x6 6 bits 0xBF * Ending Sector. Only bits 0-5 are used. 0x7 10 bits 0x09 * Ending Cylinder. 0x8 DWORD 0x3F000000 Relative Sectors. 0xC DWORD 0x4BF57F00 Total Sectors. Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 3 8.2 Qui trình boot máy PC ‰ Mỗi khi máy PC ₫ược khởi ₫ộng, chương trình mã máy Intel ₫ược ₫ặt trong ROM BIOS sẽ chạy ở chế ₫ộ real mode. ‰ Trước tiên, ROM BIOS sẽ kiểm tra các tài nguyên cơ bản của máy xem chúng có bị hư hỏng không (CPU, bộ nhớ RAM, màn hình, speaker, ). Nếu 1 trong chúng bị lỗi, ROM BIOS sẽ thông báo lỗi bằng âm thanh hay văn bản trên màn hình rồi dừng máy. ‰ Kế tiếp, ROM BIOS sẽ xác ₫ịnh thiết bị boot, nếu là ₫ĩa cứng, nó sẽ ₫ọc MBR của ₫ĩa vào bộ nhớ và giao ₫iều khiển cho MBR. ‰ Chương trình mã máy Intel trên MBR ₫ược gọi là "bootstrap" sẽ duyệt bảng thông tin về các partition ₫ĩa ₫ể tìm partition ở trạng thái active và bootable (byte ₫ầu trong record thông tin partition này có giá trị 80H), rồi ₫ọc sector BR của partition này vào máy rồi giao ₫iều khiển cho nó. Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 4 2
2. 8.3 Định dạng FAT CấutrúcBPB củaFAT32 : Byte Offset Length Sample Value Field Name and Definition 0x0B WORD 0x0002 Bytes Per Sector. (512byte) 0x0D BYTE 0x08 Sectors Per Cluster. 0x0E WORD 0x0200 Reserved Sectors. 0x10 BYTE 0x02 Number of FATs. 0x11 WORD 0x0000 this field must be set to zero. 0x13 WORD 0x0000 this field must be set to zero. 0x15 BYTE 0xF8 Media Descriptor. (0xF8 -> hard disk) 0x16 WORD 0x0000 this field must be set to zero. 0x18 WORD 0x3F00 Sectors Per Track. 0x1A WORD 0xFF00 Number of Heads. 0x1C DWORD 0xEE39D700 Hidden Sectors (before the boot sector) 0x20 DWORD 0x7F324E00 Large Sectors (total number of sectors) 0x24 DWORD 0x83130000 Sectors Per FAT (FAT32 only). Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 7 8.3 Định dạng FAT CấutrúcBPB của FAT32 (tt) : Byte Offset Length Sample Value Field Name and Definition 0x28 WORD 0x0000 Extended Flags 0x2A WORD 0x0000 File System Version (FAT32 only). 0x2C DWORD 0x02000000 Root Cluster Number 0x30 WORD 0x0100 File System Information Sector Number 0x34 WORD 0x0600 Backup Boot Sector 0x36 12 bytes 0x0000 Reserved Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 8 4
3. 8.3 Định dạng FAT Cấu trúc entry thư mục (entry chính) của partition FAT32 : Cấu trúc entry thư mục (entry nớirộng) của partition FAT32 : Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 11 8.3 Định dạng FAT Thí dụ về các entry thư mụcFAT32 ₫ược dùng ₫ể quảnlýfile có tên là “The quick brown fox jumps over the lazydog” Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 12 6
4. 8.3 Định dạng NTFS CấutrúcBPB của NTFS (tt) : Byte Offset Length Sample Value Field Name and Definition 0x28 8byte 0x1C91110100000000 Total Sectors 0x30 8byte 0x0000004000000000 Logical Cluster Number for the File $MFT 0x38 8byte 0x1119110000000000 Logical Cluster Number for the File $MFTMirr 0x40 1byte 0xF6 Clusters Per MFT Record 0x41 3byte 0x000000 Not used or checked by NTFS 0x44 1byte 0x01 Clusters Per Index Buffer 0x45 3byte 0x000000 Not used or checked by NTFS 0x48 8byte 0x3AB27B82CD7B8214 Volume Serial Number 0x50 4byte 0x00000000 Not used or checked by NTFS Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 15 8.3 Định dạng NTFS ‰ Ở cấp vật lý, partition NTFS là dãy các sector, ₫ánh số từ 0 tới N, sector ₫ầu là BR mà nội dung cụ thể của nó ₫ã ₫ược trình bày. ‰ Ở cấp luận lý 1, partition NTFS là dãy các cluster luận lý, ₫ánh số từ 0 tới M, trong ₫ó cluster 0 chứa sector 0 làm BR. ‰ Ở cấp luận lý 2, partition NTFS ₫ược tổ chức theo mô hình hướng ₫ối tượng. Mọi thứ ₫ều là ₫ối tượng, cụ thể ₫ối tượng có thể là file, thư mục trong ₫ó ₫ối tượng gốc của partition NTFS là MFT chứa thông tin về tất cả các ₫ối tượng khác, kể cả MFT. ‰ MFT có vai trò rất quan trọng trong partition NTFS (giống như bảng FAT trong partition FATi) nên ₫ược nhân bản thành 2 bản : bản MFT chính và bản MFT phụ (mirror). ‰ Cluster ₫ầu của MFT chính và MFT mirror ₫ược miêu tả trong BPB trên sector BR của partition NTFS. Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 16 8
5. 8.3 Định dạng NTFS Mỗi record MFT có cấu trúc như sau : Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 19 8.3 Định dạng NTFS Nội dung trong MFT Entry Header : 0x0 0 — 3 Signature “FILE” hay “BAAD” No 0x4 4 — 5 Offset to fixup array Yes 0x6 6 — 7 Number of entries in fixup array Yes 0x8 8 — 15 $LogFile LSN No 0x10 16 — 17 Sequence value No 0x12 18 — 19 Link Count No 0x14 20 — 21 Offset to first attribute Yes 0x16 22 — 23 Flags (in-use and directory) Yes Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 20 10
6. 8.3 Định dạng NTFS Nội dung của Resident Attribute : 0x0 0 — 15 Attribute header Yes 0x10 16 — 19 Size of content Yes 0x14 20 — 21 Offset to content Yes Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 23 8.3 Định dạng NTFS Nội dung của Non Resident Attribute : 0x0 0 — 15 Attribute header Yes 0x10 16 — 23 Starting VCN of the runlist Yes 0x18 24 — 31 EndingVCN of the runlist Yes 0x20 32 — 33 Offset to the runlist Yes 0x22 34 — 35 Compression unit size Yes 0x24 36 — 39 Unused No 0x28 40 — 47 Allocated size of attribute content No 0x30 48 — 55 Actual size of attribute content Yes 0x38 56 — 63 Initialized size of attribute content No Khoa Khoa học& Kỹ thuật Máy tính Môn : Hệ₫iều hành Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM Chương 7 : Quảnlýhệ thống file © 2010 Slide 24 12