Linux 文件系统

 Linux 内核中，每个数据块定义为 4KB 的大小，所以一个 128GB 的硬盘可以分为 33554432 个数据块，内核就是以数据块的编号来对硬盘进行读写操作的。

二、什么是文件系统

前面说过，内核是以数据块的形式来对硬盘进行读写的，但是这对人类来说是非常不直观的，因为我们不可能记住每一个数据块保存了什么数据。

为了让用户在使用上更方便和直观，Linux 内核抽象出两个概念来管理硬盘中的数据：文件(File) 和 目录(Directory)。

文件：用于保存数据。

目录：用于保存文件列表，当然目录也可以保存目录。

由于数据是保存在硬盘数据块中，所以文件只需要记录哪些数据块属于当前文件即可。如下图所示：图可以看出，目录中既可以保存文件，也可以保存目录。而文件中保存的是属于当前文件的数据块编号，所以当读写文件时，只需要找到文件对应的数据块进行读写即可。

三、MINIX 文件系统实现

现在，我们以 MINIX 文件系统来详细介绍文件系统的设计原理。由于 MINIX 文件系统非常简单，所以适合用于教学使用。

1. MINIX 文件与目录

在 MINIX 文件系统中，以 minix2_inode 对象来描述一个文件。我们来看看 minix2_inode 的定义：们需要特别关注 minix2_inode 对象的 i_zone 字段，它就是用来记录属于当前文件的数据块编号。从定义来看，i_zone 是一个用于 10 个元素的整型数组，那么是否就说明 MINIX 的文件只能保存 40 KB 的数据呢?

答案是否定的，因为 MINIX 文件系统将 i_zone 数组分为 4 个部分：前 7 个元素直接指向保存数据的数据块编号，也就是数据会直接存储在这些数据块上，而第 8 个元素是一级间接指向，第 9 个元素是二级间接指向，第 10 个元素是三级间接指向。我们通过下图来说明这个关系：过这种多级指向的方式，一个 MINIX 文件就可以保存超过 40KB 的数据。

有描述文件的对象，那么也应该有描述目录的对象吧?在 MINIX 文件系统中，目录也是使用 minix2_inode 对象来描述的。那么怎么区分文件和目录呢?

在 minix2_inode 对象中有个 名为i_mode 的字段，它保存着 minix2_inode 对应的类型，普通文件使用 S_IFREG 标志来表示，而目录使用 S_IFDIR 来表示。所以从本质来看，目录也是一种特殊的文件。

普通文件的数据块保存的是文件的数据，那么目录的数据块保存的是什么?答案就是文件列表，而文件列表的每个表项使用 minix_dir_entry 对象表示，定义如下：

（编辑：应用网_丽江站长网）

【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容!