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《信息安全系统设计与实现》第六周学习笔记

时间：2023-10-11 09:13:44浏览次数：46  
标签：get int 信息安全 笔记 第六周 fd include buf block

第十一章 EXT2 文件系统

EX2文件系统数据结构

创建虚拟硬盘

mke2fs [-b blksize -N ninodes] device nblocks

虚拟磁盘布局


Block#0:引导块

超级块

Block#1
容纳整个文件系统的信息

超级块的重要字段：

    u32 s_inodes_count：//文件系统中节点总数
    u32 s_blocks_count：//文件系统中块总数
    u32 s_r_blocks_count://为超级用户保留的块数
    u32 s_free_blocks_count: //文件系统中空闲块总数
    u32 s_mtime：//文件系统的挂接时间
    u32 s_wtime：//最后一次对该超级块进行写操作的时间
    u32 s_magic ：//魔数签名，用于确定文件系统版本的标志
    u32 s_inodes_per_group：//表示每个组块的inode数目，查找文件inode所在块的位置很重要
    u32 s_mnt_count：//文件系统挂接计数
    u32 s_max_mnt_count：//文件系统最大挂接计数
    u32 s_state：//文件系统的状态

块描述符

Block#2

块和索引节点位图

  • BLOCK#8:块位图
  • BLOCK:9：索引节点位图

索引节点

BLOCK#10:索引节点

  • 直接块
  • 间接块
  • 双重间接块
  • 三重间接块

数据块

紧跟在索引节点块后面的是文件存储数据块

目录条目

包含dir_entry结构

邮差算法

Linear_address LA = N*block + house;
Block_address BA = (LA/N,LA%N);

C语言中的Test-Set-Clear位

C语言结合使用邮差算法和位屏蔽来进行下面的位操作

将索引节点号转换为磁盘上的索引节点

编程示例（实践部分）

  • superblock.c程序显示EXT2文件系统的超级块信息
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/io.h>
#include <ext2fs/ext2_fs.h>
typedef unsigned char u8;
typedef struct ext2_super_block SUPER;
typedef struct ext2_group_desc GD;
#define BLKSIZE 1024

SUPER *sp;
GD *gp;
char buf[BLKSIZE]; 
int fd;
// get_block() reads a disk block into a buf[]?
int get_block(int fd, int blk, char *buf)
{
    lseek(fd, (long)blk*BLKSIZE, SEEK_SET); 
    return read(fd, buf, BLKSIZE);
}

int imap(char *device)
{
    int i, ninodes, blksize, imapblk;
    fd = open(device, O_RDONLY);
    if (fd < 0) 
    {
        printf("open %s failed\n", device);
        exit(1);
    }
    get_block(fd, 1, buf);	// get superblock
    sp = (SUPER *)buf;
    // check magic number to ensure itz s an EXT2 FS ninodes = sp->s_inodes_count	//
    ninodes = sp->s_inodes_count;
    printf("ninodes = %d\n", ninodes);
    get_block(fd, 2, buf);	//
    gp = (GD *)buf;
    imapblk = gp->bg_inode_bitmap;	
    printf("imapblk = %d\n", imapblk);
    get_block(fd, imapblk, buf);	
    for ( i = 0; i <= ninodes/8; i++)
    {
        printf("%02x ", (u8)buf[i]);
    }
    printf("\n");
}
char *dev = "mydisk";
int main(int argc, char*argv[])
{
    if(argc>1) dev = argv[1];
    imap(dev);
}

遇到以下问题：


通过翻书，发现需要输入

sudo apt-get install e2fslibs-dev e2fslibs-dev

安装ext2fs开发包

  • 显示位图
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/io.h>
#include <ext2fs/ext2_fs.h>
typedef unsigned char u8;
typedef struct ext2_super_block SUPER;
typedef struct ext2_group_desc GD;
#define BLKSIZE 1024

SUPER *sp;
GD *gp;
char buf[BLKSIZE]; 
int fd;
// get_block() reads a disk block into a buf[]?
int get_block(int fd, int blk, char *buf)
{
    lseek(fd, (long)blk*BLKSIZE, SEEK_SET); 
    return read(fd, buf, BLKSIZE);
}

int imap(char *device)
{
    int i, ninodes, blksize, imapblk;
    fd = open(device, O_RDONLY);
    if (fd < 0) 
    {
        printf("open %s failed\n", device);
        exit(1);
    }
    get_block(fd, 1, buf);	// get superblock
    sp = (SUPER *)buf;
    // check magic number to ensure itz s an EXT2 FS ninodes = sp->s_inodes_count	//
    ninodes = sp->s_inodes_count;
    printf("ninodes = %d\n", ninodes);
    get_block(fd, 2, buf);	//
    gp = (GD *)buf;
    imapblk = gp->bg_inode_bitmap;	
    printf("imapblk = %d\n", imapblk);
    get_block(fd, imapblk, buf);	
    for ( i = 0; i <= ninodes/8; i++)
    {
        printf("%02x ", (u8)buf[i]);
    }
    printf("\n");
}
char *dev = "mydisk";
int main(int argc, char*argv[])
{
    if(argc>1) dev = argv[1];
    imap(dev);
}
  • 显示根索引节点
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/io.h>
#include <ext2fs/ext2_fs.h>
#define BLKSIZE 1024
typedef struct ext2_group_desc GD;
typedef struct ext2_super_block SUPER;
typedef struct ext2_dir_entry_2 DIR;
typedef struct ext2_inode INODE;
SUPER *sp;
GD *gp;
INODE *ip;
DIR *dp;
char buf[BLKSIZE];
int fd,firstdata, inodesize ,blksize, iblock;
char *dev = "mydisk";

int get_block(int fd, int blk, char *buf)
{
    lseek(fd, blk*BLKSIZE, SEEK_SET);
    return read(fd, buf, BLKSIZE);
}

int inode (char *dev)
{
    int i;
    fd = open(dev, O_RDONLY);
    if(fd < 0)
    {
        printf("open faild\n");
        exit(1);
    }
    get_block(fd, 2, buf);
    gp = (GD *)buf;
    printf("bmap_block=%d imap_block=%d inodes_table=%d \n", 
            gp->bg_block_bitmap,
            gp->bg_inode_bitmap,
            gp->bg_inode_table);
    iblock = gp->bg_inode_table;
    printf("----root inode information----\n");
    get_block(fd, iblock, buf);
    ip = (INODE *)buf;
    ip++;
    printf("mode = %4x ",ip->i_mode);
    printf("uid = %d gid = %d\n", ip->i_uid, ip->i_gid);
    printf("size = %d\n", ip->i_size);
    
    //unsigned int tmp = ip->i_ctime;
    printf("ctime = %s",ctime((const time_t *)&ip->i_ctime));
    printf("links = %d\n", ip->i_links_count);
    for ( i = 0; i < 15; i++)
    {
        if(ip->i_block[i])
        {
            printf("i_block[%d] = %d\n", i, ip->i_block[i]);
        }
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if(argc>1) dev = argv[1];
    inode(dev);
}

3级文件系统函数

挂载算法

mount filesys mount_point

可将某个文件系统挂载到mount_point目录上
卸载算法同理

卸载算法

交叉挂载点

  • 向下遍历
  • 向上遍历

文件保护

9个权限位

文件系统项目拓展

多个组-4KB大小块-管道文件-I/O缓冲

苏格拉底挑战

  • EXT2文件系统数据结构

  • 3级文件系统


标签：get,int,信息安全,笔记,第六周,fd,include,buf,block
From： https://www.cnblogs.com/wangqi3206/p/17755973.html

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