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Linux文件系统 张斌 文件系统 文件系统是操作系统中负责存取和管理文件信息的机构。它定义了管理文件所需的数据结构和相应的操作。常见的文件系统如Linux下的ext系列等(ext2、ext3、...) 需要知道，Linux支持很多文件系统。其中，VFS为用户建立了一个通用的文件模型，并提供了访问文件的通用方法。 VFS：Visual File System VFS是用户的应用程序与各种各样的文件系统实现之间的抽象层。 硬盘的逻辑结构 硬盘由很多盘片(platter)组成 每个盘片的每个面都有一个读写磁头(Head) 。如果有N个盘片，就有2N个面，对应2N个磁头，从0、1、2开始编号 每个盘片被划分成若干个同心圆磁道，每个盘片的半径为固定值R的同心圆在逻辑上形成了一个个的柱面(Cylinder)，从外至里编号为0、1、2… 每个盘片上的每个磁道又被划分为几十个扇区(Sector)，通常的扇区的容量是512B，并按一定规则编号为1、2、3… 硬盘共有Cylinders×Heads×Sectors个扇区，这三个参数即是硬盘的物理参数。 ext2文件系统 ext：EXTended file system CentOS默认安装的是ext3文件系统，ext3是在ext2的基础上加入日志功能而成 ext2文件系统的优点体现在数据安全性，数据操作的效率，查找效率，空间使用率等方面 ext2文件系统支持的分区容量可达4TB，支持长文件名(255个字符)等等 了解ext2文件系统的结构 ext2文件系统分区结构 对于ext2文件系统来说，硬盘分区首先被划分成同等大小的若干块(block)。比较典型的block大小有1KB、2KB、4KB等 第一块作为分区的引导块(启动块)，由系统负责管理；其余块聚在一起分成几个大的块组(block group) 引导块(启动块)的大小是固定的，就是1KB 块组包含信息 每个块组包含： 超级块(Super Block) 组描述符表(Block Group Descriptors) 数据块位图(Data Block Bitmaps) 索引节点位图(inode Bitmaps) 索引节点表(inode Table) 数据块(Data Block) ext2文件系统分区结构 功能描述 超级块：描述ext2文件系统整体信息的数据结构 组描述符表：每个描述符描述对应块组的整体信息 数据块位图：描述该组中数据块的使用情况 索引节点位图：描述该组中索引节点的使用情况 索引节点表：存放该组所有的索引节点，索引节点是用来描述文件或目录信息的 数据块：该块组中用来保存用户文件数据的数据块 super block结构 结构定义于usr/include/linux/ext2_fs.h，size为1KB struct ext2_super_block { __le32 s_inodes_count; /* inodes计数 */ __le32 s_blocks_count; /* blocks计数 */ __le32 s_r_blocks_count; /* 预留的块数 */ __le32 s_free_blocks_count; /* 空闲块数 */ __le32 s_free_inodes_count; /* 空闲索引节点数 */ __le32 s_first_data_block; /* 第一个数据块 */ __le32 s_log_block_size; /* block的大小 */ __le32 s_blocks_per_group; /* 每个块组中block的个数 */ __le32 s_inodes_per_group; /* 每个块组中inode的个数 */ ... } block group descriptor结构 结构定义于usr/include/linux/ext2_fs.h，size为32B struct ext2_group_desc { ?? __le32?? bg_block_bitmap;?? /* 组中块位图所在块 */ ?? __le32?? bg_inode_bitmap;??/* 组中索引节点位图所在块 */ ?? __le32?? bg_inode_table; ??? /*组中索引节点表的首块 */ ?? __le16?? bg_free_blocks_count; /* 组中空闲块数 */ ?? __le16?? bg_free_inodes_count; /* 组中空闲索引节点数 */ ?? ...} inode结构