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FreeBSD安装文件系统

FreeBSD将文件保存在磁盘等存储设备上,由操作系统来具体处理访问硬件设备的问题,用户只需要面对操作 系统,就能进行具体的文件操作。操作系统首先将用于存储的设备进行格式化之后,该设备才能用于存储文件,这个设备可以 是软盘,可以是一个硬盘分区,或者其他允许随机存取的块设备存储介质。在Unix上将格式化后的存储设备统称为文件系 统,格式化的过程称为创建文件系统。(由于磁带是一种顺序存取的设备,因此在磁带上不能创建文件系统。)

对于不同介质、不同的操作系统对磁盘进行格式化和管理的方式也不同,这样就形成了不同类型的文件系统。但操作 系统给用户提供了一种标准的通用存取方式,这样在存取文件时就不需要考虑是在对哪种文件系统进行操作。但是不同的文件 系统仍然有一些差异,例如光盘文件系统是只读介质,还有一些文件系统并非为Unix系统而设计的,因此文件名、文件属 性等标准就与Unix不同,FreeBSD在访问这些文件系统时尽量转换这些差别,补充这些文件系统没有、但Unix 标准文件系统需要的属性。这样这些文件系统就与标准文件系统看起来完全相同,只是某些操作受文件系统本身的物理限制, 例如企图将光盘上文件加上写属性,显然无法完成。FreeBSD支持多种文件系统,其中最常见的有:

UFS文件系统:是FreeBSD上的标准文件系统,它实现了所有的标准文件属性,如文件属主和组、存取权限 等属性。

cd9660文件系统:支持ISO 9660格式的CD-Rom,这种格式只支持8位基本长度3位扩展长度、 不区分大小写的文件名,但FreeBSD支持它的Rock Ridge扩展,使其能使用Unix风格的长文件名。

NFS文件系统:网络文件系统,通过它Unix能在网络上共享文件系统。

msdos文件系统:DOS和Windows使用的FAT文件系统,基本上是使用8.3的文件名,Windows95 之后扩展了文件名的长度,但仍然不区分大小写。FreeBSD支持Windows95的长文件名扩展和FAT 32格式的分区。

ext2fs文件系统:Linux使用的文件系统,这个类型不是缺省支持的文件系统,需要重新配置内核。

NTFS文件系统:Windows NT使用的文件系统,这个类型同样需要重新配置内核。

在个人计算机的硬盘管理方式中,文件是直接放在硬盘的分区中,而FreeBSD使用的UFS文件系统则又在基 本分区中进行了划分,文件系统建立在BSD风格的子分区中。这样每个UFS分区中能有多个文件系统,每个文件系统或交 换空间各有一个标签(DiskLabel),来标识其本身的起始和结束。当真正要使用文件系统时,就需要获得硬盘上文 件系统(UFS分区和分区内部各个文件系统的DiskLabel)的具体信息。这些硬盘上文件系统的信息应该由管理员 维护,同时也记录在硬盘上,可以使用FreeBSD中的系统工具fdisk和disklabel,或者安装程序Sysinstall ,来获得保存在硬盘本身中的信息。

当使用Sysinstall中的Fdisk和Disklabel来分区和划分磁盘空间时,当用户完成操作之后 ,应该使用W命令将改变写入磁盘之后再退出Fdisk或Disklabel。

与Sysinstall不同,命令行的fdisk和disklabel为交互模式,而非sysinstall 的全屏幕界面,因此较为难用一些。使用硬盘名称作为fdisk的参数,fdisk将报告硬盘上所有四个分区的详细信息 :

# fdisk wd0

******Working on device /dev/rwd0 ******

parameters extracted from in-core disklabel are:

cylinders=525 heads=255 sectors/track=63 (16065 blks/cyl)

parameters to be used for BIOS calculations are:

cylinders=525 heads=255 sectors/track=63 (16065 blks/cyl)

Media sector size is 512

Warning: BIOS sector numbering starts with sector 1

Information from DOS bootblock is:

The data for partition 1 is:

sysid 6,(Primary ‘big’ DOS (>32MB))

   start 16065, size 2056320 (1004Meg), flag 80

      beg: cyl 1/ sector 1/ head 0;

      end: cyl 128/ sector 63/ head 254

The data for partition 2 is:

sysid 7,(OS/2 HPFS, QNX or Advanced UNIX)

   start 2072385, size 1044225 (509Meg), flag 0

      beg: cyl 1/ sector 1/ head 0;

      end: cyl 128/ sector 63/ head 254

The data for partition 3 is:

sysid 165,(FreeBSD/NetBSD/386BSD)

   start 3116610, size 2024190 (988Meg), flag 0

      beg: cyl 1/ sector 1/ head 0;

      end: cyl 128/ sector 63/ head 254

The data for partition 4 is:

sysid 5,(Extended DOS)

   start 5140800, size 3293325 (1608Meg), flag 0

      beg: cyl 1/ sector 1/ head 0;

      end: cyl 128/ sector 63/ head 254

从这个fdisk的执行结果中可以看出这个硬盘的四个分区分别为不同的操作系统所占用,第一个分区为DOS基 本分区,第二个标识为HPFS,事实上它是NTFS分区,第三个分区wd0s3为BSD分区,而第四个分区为扩展分区 。因此就可以针对第三个FreeBSD系统分区,使用disklabel来检查其上的BSD子分区信息。

# disklabel  wd0s3

# /dev/rwd0s3c:

type: ESDI

disk: wd0s3

label:

flags:

bytes/sector: 512

sectors/track: 63

tracks/cylinder: 255

sectors/cylinder: 16065

cylinders: 126

sectors/unit: 2024190

rpm: 3600

interleave: 1

trackskew: 0

cylinderskew: 0

headswith: 0           # milliseconds

track-to-track seek: 0     # milliseconds

drivedata: 0

8 partitions:

#     size   offset   fstype  [fsize bsize bps/cpg]

  a:  65536      0    4.2BSD    0  0  0  # (cyl.  0 - 4*)

  b: 151248  65536      swap             # (cyl.  4*- 13*)

  c:2024190      0    unused    0  0  0  # (cyl.  0 - 125)

  e:  61440 216784    4.2BSD    0  0  0  # (cyl.  13*- 17*)

  f:1745966 278224    4.2BSD    0  0  0  # (cyl.  17*- 125*)

可以看出disklabel除了显示各个子分区a-f之外,还显示了硬盘的参数。事实上BSD的分区管理工具 要早于个人计算机的分区概念,而disklabel是BSD的分区管理工具,并不需要fdisk的帮助就能完成所有的 磁盘管理操作。fdisk是用于将FreeBSD与其他操作系统进行兼容的目的,它是使用个人计算机分区概念的系统工 具。如果一个硬盘不被其他个人计算机操作系统访问,完全可以抛弃fdisk,而仅仅使用disklabel和BSD传 统风格的设备文件,来运行FreeBSD。

  • 文件系统的安装

在存储设备上建立的文件系统必须安装到Unix目录树上,用户才能访问上面的文件。目录树只是一种逻辑概念, 而具体的文件都保存在安装到目录树上的各个文件系统中。由于每个文件都保存的自己的目录中,这样目录中保存的是相对位 置,一旦将一个文件系统安装到一个目录下,则这个文件系统中的所有文件和目录,都位于目录树中的这个目录的下方,可以 选择将这个文件系统安装到不同的目录下。

安装文件系统要使用命令mount,这个命令必须以root身份执行,例如安装光盘文件系统的命令(IDE光 驱)使用:

# mount -t cd9660 /dev/wcd0c  /cdrom

参数指明了不同的选项,-t后面跟文件系统的类型,这个命令中使用cd9660,用于光盘使用的ISO 9660 文件系统,同样也可以根据文件系统的不同而选用ufs、nfs、msdos等,其中ufs类型是缺省的文件系统类 型;根据文件系统的类型不同,可使用的选项也不同。/dev/wcd0c是指定CD-Rom设备文件,也可以使用/dev/wcd0 来安装光盘,BSD的习惯做法是除了raw方式访问设备之外,最好使用子设备c来表示整个设备,主要原 因是使用子设备c,那么就能通过访问分区的disklabel,来获得存储设备的信息,虽然现代BSD下这个因素的影 响已经很小,但使用子设备更符合BSD习惯。/cdrom指定了安装目录,此后光盘上的所有文件都位于/cdrom目 录下,但是在执行这个命令前必须创建这个/cdrom目录。

Mount命令可以通过-o参数指定相关的安装选项,例如-o ro指定了使用只读(Read Only)选 项,由于CD-Rom是只读介质,即使不使用这个选项指明这个介质是只读类型的,系统也会将这个文件系统设置为只读。 对于以只读方式安装的文件系统,任何时候企图写这个目录下的文件都会得到错误信息。对于物理上可写的文件系统,可以使 用ro选项将能保护数据不被改变,因而十分有用。

同样安装一个DOS格式的软盘应该使用:

# mount -t msdos /dev/fd0 /floopy

如果安装顺利,则就可以访问这个软盘上的DOS文件了。同样也可以访问硬盘上FAT格式的文件系统,包括DOS基本分区和扩展分区上的逻辑盘(逻辑盘在FreeBSD下的设备文件从5开始,例如wd1扩展分区上的第一个逻辑盘为wd1s5)。

安装一个其他计算机通过NFS共享出的文件系统应该使用:

# mount -t nfs remote:/directory /mnt

与安装其他文件系统的不同在于,本地硬盘上的文件系统使用设备文件,但NFS使用远程主机的名字和目录来确定 文件系统的位置,其格式为主机名与该主机上目录名,中间使用 “:” 分隔开。

将文件系统安装到目录上之后,使用这个介质上的文件就非常简单了。FreeBSD将假定存储设备将一直停留在 这个安装位置上由系统使用,因此FreeBSD使用内存来为这些文件系统建立缓冲区,以最高效的使用文件系统,这种方 式为异步模式的文件安装方式(async)。这样磁盘上的内容与内存中是非同步的,系统定期或在需要的时候,才去更新 磁盘上的物理信息。(sync命令将强迫系统更新磁盘)这种非同步的方式就使得管理员要移去文件系统必须通过系统来完 成卸载,而不应该直接取出(如软盘等可移动介质)。如果直接移去软盘,或者因为系统突然掉电而造成没有正确卸载文件系 统,就会直接造成磁盘上的数据不正确,从而不得不使用fsck来检查和修复这些文件系统。也可以在执行mount命令 的时候使用sync的安装选项,使硬盘数据和内存缓冲区保持同步,这样虽然降低了存取效率,但更适合对数据的完整性提 出较高要求的系统。

即使对于一个只读类型的介质,FreeBSD仍然使用这种控制机制,直到卸载才释放对文件系统的控制权。因此 在FreeBSD下使用mount命令安装了光盘之后,光驱前面板上的eject键将不再起作用,直到将这个文件系统 卸载下来。

使用命令umount可以卸载一个安装到确定目录下的文件系统。

# umount /cdrom

执行这个命令将文件系统与其安装到的目录相脱离,对于异步模式安装的文件系统还将同步缓冲区和磁盘上的数据。 以后该目录就能用来安装另一个文件系统了。而直到此时才能使用eject键退出光盘,更换或拿开盘片。

# cd /cdrom

# umount /cdrom

umount: /cdrom : Device busy

# cd /

# umount /cdrom

在执行这个命令时如果系统报告 “Device busy” 错误信息,说明有其他程序仍然正在使用这个文件 系统中的文件,很可能是某个shell的当前路径仍然位于这个文件系统的目录中,造成这个文件系统的目录文件没有关闭 。检查所有的登录界面,保证没有shell的当前目录在/cdrom的目录下。

  • 设置fstab文件

在系统启动时,系统将自动安装上必需的文件系统。而管理员所要做的是告诉FreeBSD应该安装那个文件系统 、安装到那个目录上和有关安装参数选项。所有的这些信息都必须写入文件/etc/fstab中。在安装FreeBSD 时,这个文件已经具有必要的文件系统了,此后所需要作的只是这个文件中再增加其他的文件系统。

# Device         Mountpoint   FStype  Options     Dump  Pass#

/dev/wd0s3b      none         swap    sw          0     0

/dev/wd0s3a      /            ufs     rw          1     1

/dev/wd0s3f      /usr         ufs     rw          2     2

/dev/wd0s3e      /var         ufs     rw          2     2

proc             /proc        procfs  rw          0     0

/dev/wcd0c       /cdrom       cd9660  ro,noauto   0     0

/dev/wd0s1       /dos         msdos   rw,noauto   0     1

这个文件中的每一行为一种文件系统或交换设备定义对应的设备文件及安装选项。其中根文件系统具备一定的特殊之 处,因为这个文件/etc/fstab以及FreeBSD的内核文件,其实是在根文件系统中的,因此系统必须首先安装 了根文件系统,才能正常访问这些文件。事实上根文件系统在FreeBSD内核中已经有了设置,启动时先以只读方式安装 根文件系统,并读取根文件系统中相关文件的内容,然后再根据文件内容装载各个文件系统。

这个文件的第一列为设备文件名字,或者NFS使用的远程文件系统的名字。第二列为文件系统的安装位置,第三列 为文件系统的类型,其中UFS是FreeBSD使用的标准本地文件系统的类型,procfs是FreeBSD用于管理 进程的进程文件系统。第四列为安装的选项,rw表示该文件系统能进行读写操作,ro表示该文件系统是只读的,sw用于 交换分区,noauto表示启动时并不立即安装这个文件系统,而是由管理员在以后手工安装。第五列和第六列的数字是系 统程序dump和fsck程序使用的标志,通常不需要改变,这个标志对根文件系统都是1,而对其他UFS类型的文件系 统都是2,其他类型的文件系统为0。

注意,由于fstab文件非常重要,如果这个文件有错误,就有可能造成系统不能正常启动,因此向fstab添 加数据应非常小心。不是必须安装的文件系统就不应该进行自动装载,例如上面将CDROM对应的行参数设置为noauto ,表示这个文件系统不是启动时自动装载的系统。

在使用了fstab文件之后,mount命令的写法就可以简化了。mount命令将查看fstab文件中的内 容以进行匹配,来选定正确的参数。例如,使用下列命令均可以安装上CD-Rom。

# mount /dev/wcd0c /cdrom

# mount /dev/wcd0c

# mount /cdrom

在安装了文件系统之后,可以使用不加参数的mount命令或df命令查看当前已安装的文件系统信息。

# mount

/dev/wd0s3a on / (local, writes: sync 117 async 796)

/dev/wd0s3f on /usr (local, writes: sync 1189 async 4948)

/dev/wd0s3e on /var (local, writes: sync 362 async 1354)

procfs on /proc (local)

/dev/wd1s2e on /disk2 (local, writes: sync 4 async 41)

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