Linux 文件系统基础——块、i节点

     linux文件系统是Linux系统的心脏部分，提供了层次结构的目录和文件。文件系统将磁盘空间划分为每1024个字节一组，称为块(也有用512字节为一块的，如：SCOXENIX）。编号从0到整个磁盘的最大块数。

     全部块可划分为四个部分，块0称为引导块，文件系统不用该块;块1称为专用块，专用块含有许多信息，其中有磁盘大小和全部块的其他两部分的大小。从块2开始是i节点表，i节点表中含有i节点，表的块数是可变的，后面将做讨论。i节点表之后是空闲存储块（数据存储块），可用于存放文件内容。

     文件的逻辑结构和物理结构是十分不同的，逻辑结构是用户敲入cat命令后所看到的文件，用户可得到表示文件内容的字符流。物理结构是文件实际上如何存放在磁盘上的存储格式。用户认为自己的文件是边疆的字符流，但实际上文件可能并不是以边疆的方式存放在磁盘上的，长于一块的文件通常将分散地存放在盘上。然而当用户存取文件时，linux文件系统将以正确的顺序取出各块，给用户提供文件的逻辑结构。

     当然，在linux系统的某处一定会有一个表，告诉文件系统如何将物理结构转换为逻辑结构。这就涉及到i节点了。i节点是一个64字节长的表，含有有关一个文件的信息，其中有文件大小、文件所有者、文件存取许可方式，以及文件为普通文件、目录文件还是特别文件等。在i节点中最重要的一项是磁盘地址表。

     该表中有13个块号。前10个块号是文件前10块的存放地址。这10个块号能给出一个至多10块长的文件的逻辑结构，文件将以块号在磁盘地址表中出现的顺序依次取得相应的块。当文件长于10块时又怎样呢?磁盘地址表中的第11项给出一个块号，这个块号指出的块中含有256个块号，至此，这种方法满足了至多长于266块的文件（272384字节）。如果文件大于266块，磁盘地址表的第12项给出一个块号，这个块号指出的块中含有256个块号，这256个块号的每一个块号又指出一块，块中含256个块号，这些块号才用于取文件的内容。磁盘地址中和第13项索引寻址方式与第12项类似，只是多一级间接索引。

     这样，在linux系统中，文件的最大长度是16842762块，即17246988288字节，有幸是Linux系统对文件的最大长度（一般为1到2M字节）加了更实际的限制，使用户不会无意中建立一个用完整个磁盘区所有块的文件。

    文件系统将文件名转换为i节点的方法实际上相当简单。一个目录实际上是一个含有目录表的文件：对于目录中的每个文件，在目录表中有一个入口项，入口项中含有文件名和与文件相应的i节点号。当用户敲入catxxx时，文件系统就在当前目录表中查找名为xxx的入口项，得到与文件xxx相应的i节点号，然后开始取含有文件xxx的内容的块。