Ext2文件系统

Ext2文件系统的总体布局，如下图。

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1文件系统的最小存储单元是块（block），块的大小一般为512Bytes，或者是它的整数倍，块的大小是在格式化是所确定的。不能修改除非重新格式化。上图中显示了文件系统的总体布局，由一个Boot Block和对个Block Group组成，每个Block Group内部还有其他结构组成。

• Boot Block：启动块，大小为1KB，它的大小是由PC标准规定的，用来存储磁盘分区信息和启动信息，任何文件系统都不可以使用启动块。
• Super Block：描述整个分区的文件系统信息，例如块大小、文件系统版本号、上次mount的时间等等。超级块在每个块组的开头都有一份拷贝。
• 块组描述符表（GDT，Group Descriptor Table）：由很多块组描述符组成，整个分区有多少个快租就对应有多少个块组描述符。每个块组描述符存储了一个块组的描述信息，包括这个块组是从哪开始是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Super Block相似，块组描述符表在每个块组的开头都有一个拷贝，这么做的原因是因为这些信息十分重要。一旦Super Block意外损坏就会丢失整个分区的数据，一旦GDT意外损坏就会丢失整个块组的数据。
• Block Bitmap：块位图的目的是为了让文件系统知道，那些块是空闲的，那些块已经存储了数据。块位图本身会占用一个块，其中的每个bit代表组中的一个块，1表示已用，0表示为空。
• inode Bitmap：它的作用和Block Bitmap相似，本身占用一个块，其中每个bit表示一个inode是否为空闲可用。
• inode Table：在Linux中，一个文件处理数据本身需要存储外，还需要存储一些描述信息，例如文件类型（常规、目录、符号链接等）、权限、文件大小，创建/修改/访问时间等。也就是我们用ls命令所看到的那些信息，这些信息存储在与文件相关联的inode中。每个文件都有一个inode，一个块组中所有的inode组成了inode Table。当然inode表占据多少个块是在格式化时所决定的，mke2fs工具的根据一个块组有多少个8KB就分配多少个inode，当然用户也可以自定义。
• Data Block：数据块对于不同的文件类型会有不同的情况：对于常规文件，文件的数据存储在数据块中；对于目录，该目录下的所有文件名和目录名都存储在数据块中，注意文件名保存在它所在目录的数据块，而文件的其它信息则保存在该文件的inode中；对于符号链接，如果目标路径名较短则直接保存在inode中以便更快查找，如果较长则分配到一个数据块中保存；设备文件、FIFO和socket等特殊文件没有数据块，设备文件的主设备号和次设备号保存在inode中。

现在我们通过一些示例来理解上面的内容
1在我的home目录下执行ls -l：

total 48drwxr-xr-x  2 black black 4096 3月   4 18:49 Desktopdrwxr-xr-x  9 black black 4096 3月   8 11:56 Documentsdrwxr-xr-x 12 black black 4096 3月   8 10:08 Downloads-rw-r--r--  1 black black 8980 12月 16 08:15 examples.desktopdrwxrwxr-x  3 black black 4096 1月  15 15:13 Microsoftdrwxr-xr-x  3 black black 4096 2月  10 15:44 Musicdrwxr-xr-x  3 black black 4096 3月   8 19:39 Picturesdrwxr-xr-x  2 black black 4096 12月 16 22:50 Publicdrwxr-xr-x  2 black black 4096 12月 16 22:50 Templatesdrwxr-xr-x  2 black black 4096 12月 16 22:50 Videos

可以看到目录文件的大小都是4096或它的整数倍（新建的文件夹也是如此），这是因为这个分区的块大小为4096。

$ls -l /devcrw-rw-rw-  1 root root      1,   5 3月   8 17:44 zero

文件zero的类型为c，表示它是一个字符设备文件，它代表内核中的一个设备驱动程序，也没有数据块，原本应该写文件大小的地方却写了1，5这两个数字，表示主设备号和次设备号，访问该文件时，内核根据设备号找到相应的驱动程序。

$touch file$ln -s file files-rw-rw-r-- 1 black black 0 3月   8 20:49 filelrwxrwxrwx 1 black black 4 3月   8 20:49 files -> file

k可以看到文件file为新创建的所以大小问0，但是为什么file的软链接files却有4个字节呢？那是因为这个数字4表示的就是“file”这个四个字符，符号链接文件就保存着这样一个路径名。再来看看硬链接：

$ln file file2$ls -llrwxrwxrwx 1 black black 4 3月   8 20:49 files -> file-rw-rw-r-- 2 black black 0 3月   8 20:49 file-rw-rw-r-- 2 black black 0 3月   8 20:49 file2

file和file2除了名字以外其它属性都一模一样，你会看到第二栏的数字原本是1，但是现在变成了2，那是因为file和file2是同一个文件在文件系统中的两个名字，这个数字2表示硬链接数，也就是一个文件有多少个别名。