本文以ext2文件系统进行讲解演示,ext2是一个很老的文件系统,现在并不常见,不过作为示例用来增强对底层的理解是足够的
粗略模型
从操作系统层面来说,一个Linux文件系统有且仅有一个磁盘,操作系统会先对磁盘进行分区,然后在对区进行分组,1个组中有多个内存块,用来存放文件的属性和文件的内容
文件在自己所在区中会有一个唯一标识符(inode)
详解组模型(Block Group)
一个组由5-6部分组成,为了便于理解我们倒着向前来解释这五六个元素是做什么的
- Data blocks 整个组里空间最大的一部分,用来存放整个组里全部的文件的内容,内含大量的小数据块(一般4KB一个数据块),仅用来存放文件的数据,如果我们写一份c程序,全部代码就存在这个位置
- inode Table 文件属性表,用来存放整个组里全部的文件的属性,大小是固定的,内部有一个data_block数组,指向文件使用的Data block,内部有一个整型inode,是文件的标识符,从代码角度来说,这是一个inode结构体数组
- inode bitmap inode table的位图,一个比特位对应一个inode结构体是否为空
- Block bitmap Data blocks的位图,一个比特位对应一个内存块是否为空
- GDT 块组描述符,描述块组,内部存放诸如有多少inode结构体是空的,有多少数据库是空的
- Super Block 超级块,存放本分区信息,与整个磁盘的安全有关,如果整个分区受到损毁,可以通过其进行恢复,并不直接参与管理组信息,并非每个组都有,而是隔三岔五有一个
区模型
相比之下区模型要简单许多
- Boot Block 启动块,在分区的那一刻起大小不再发生变化,如果后续受到损坏,可有组里的Super Block恢复
- Block group 组,详见上文
其他
inode,inode结构体与文件名
inode结构体是操作系统内核的一个c语言结构体,内部存储文件属性,如权限,修改时间,拥有者等,每个文件都有一个对应的inode
inode结构体里有一个整型变量叫,inode结构体里没有文件名
inode是所在分区的文件唯一标识符
Q:为什么能通过文件名来找到文件
A:文件名与inode的关系存放在该文件所在的目录文件的内容里
下载,删除与格式化
- 下载 : 不断地提供数据块,对数据块进行遍历修改
- 删除 : 将内存块位图置空
- 格式化 : 相当于直接将磁盘的系统进行删除重构
显然操作同样大小的数据速度:格式化 > 删除 > 下载
