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Linux 文件系统之初步思考

时间:2017-11-08 20:02:37      阅读:256      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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数据存放在磁盘中,文件也是以数据形式存放的。因为磁盘中的数据是连续存放的,所以有必要对其进行管理。即 文件系统(FS)。

首先FS应独立于OS而存在,FS中存储的最小单位是 块(Block),Block在创建FS时需指定其大小,通常(1KB,2KB,4KB...)

通常文件除了 其内部数据外,还有一些属性需要记录。如 权限,大小等, 即 metadata,

将metadata存放在一个叫 inode 中,而数据data则放在block中,(当然 ,inode本身也是存放在块中),于是一个文件对应了一个inode,现在将inode与block关联起来。

1,索引式,inode存放所有block的索引

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2, 链接式 ,  inode存放首个block,然后每个block指向其下一个

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至于目录,与普通文件相同,只是目录的内容是目录项,它应包含 该目录所有文件(含目录)名,及其inode的索引,方便我们能找到对应文件。

此外,为了对Block和inode进行管理,分配。还有个bitmap位图用与标识一个Block有无被使用.


 

Ext2文件系统

ext2文件系统结构如图:

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说明:(此信息从外部复制引用,用背景色标注...以上图片也是拷贝的)

一、超级块(Super block):
 描述整个分区的文件系统信息。
1、block与inode总量;
2、未使用与已使用的inode、block数量;
3、block与inode的大小; inode为128 Byte, block 大小格式化时指定
4、文件系统的挂载时间、最近一次写入数据的时间,最近一次检验磁盘的时间等文件系统的相关信息;
5、一个validbit数值,若此文件系统已挂载,则validbit为0,若未挂载,则validbit为1;

一般来说, superblock 的大小为 1024bytes。相关的 superblock 信息我们可以dumpe2fs 命令来呼叫出来观察!

超级块在每个块组的开头都有一份拷贝。事实上除了第一个 block group 内会含有 superblock 之外,后续的 block group 不一定含有 superblock ,

而若含则是第一个 block group 内 superblock 的备份,这样可以进行 superblock 的救援!

二、组描述符表(GDT,Group Descriptor Table):

由很多块组描述符组成,整个分区分成多少个块组就对应有多少个块组描述符。每个块组描述符(Group Descriptor)存储一个块组的描述信息,例如在这个块组中从哪里开始是inode表,从哪里开始是数据块,空闲的inode和数据块还有多少个等等。和超级块类似,块组描述符表在每个块组的开头也都有一份拷贝,这些信息是非常重要的,一旦超级块意外损坏就会丢失整个分区的数据,一旦块组描述符意外损坏就会丢失整个块组的数据,因此它们都有多份拷贝。通常内核只用到第0个块组中的拷贝,当执行e2fsck检查文件系统一致性时,第0个块组中的超级块和块组描述符表就会拷贝到其它块组,这样当第0个块组的开头意外损坏时就可以用其它拷贝来恢复,从而减少损失。

 

三、位图 (bitmap) :

其中每个bit表示一个inode/Block是否空闲可用。

 

 

思考如下:(根据一些命令测试结果)

(说明: 至此之后,我将一个BLOCK的大小用B来表示,numi表示inode数量,numb表示block数量,numg表示group数量)

1,与物理磁盘如何对应以及分组大小怎么确定?

FS以块为最小的存储单位,那么直接将一个文件系统按block分隔,编号0~numb-1,

因为B一开始指定,分区大小/B,不足一1B忽视,得到numb.这样就与物理磁盘一一对应。

现在我不防先假定已知 blockgroup的分配策略,那么,inode表和数据表的偏移地址(即 在group的起始地址)能否确定?

根据dumpe2fs,块组中,Superblock占用 1B,bitmap占用1B,inodetable根据 (numi/numg*128)/B可知大小,

它们是连续的,位置关系如上面的图所示。所以,如果能确定GDT的大小,那么偏移地址还是很容易记算。

 

----(未完,暂存)

 

Linux 文件系统之初步思考

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原文地址:http://www.cnblogs.com/mildcwen/p/7805342.html

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