ext2文件系统

article/2025/10/14 16:59:42

ext2是Linux早期比较流行的文件系统，很多文件系统（NTFS、FAT32等）的设计都源自于它。只要掌握了ext2文件系统，其他文件系统大同小异。

ext2文件系统的布局如下：

文件系统中存储的最小单位是块（Block），一个块究竟多大实在格式化时确定的，例如mke2fs的-b选项可以设定块大小为1024、2048或4096字节。

启动块（Boot Block)

大小就是1kB，由PC标准规定，用来存储磁盘分区的信息和启动信息，任何文件系统都不能使用该块。（如果这个块损坏，整个文件系统也就启动不起来了）。

超级块（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 Desctriptor 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。每个块组描述符存储一个块组的描述信息，包括inode表哪里开始，数据块从哪里开始，空闲的inode和数据块还有多少个等。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，因此它们都有多份拷贝。

块位图（Block Bitmap）

块位图就是用来描述整个块组中哪些块已用哪些块空闲的，本身占一个块，其中的每个bit代表本块组中的一个块，这个bit为1表示该块已用，这个bit为0表示该块空闲可用。

inode位图（inode Bitmap）

和块位图类似，本身占一个块，其中每个bit表示一个inode是否空闲可用。

inode表（inode Table）

文件类型（常规、目录、符号链接等），权限，文件大小，创建/修改/访问时间等信息存在inode中，每个文件都有一个inode。

数据块（Data Block）

常规文件：文件的数据存储在数据块中。

目录：该目录下的所有文件名和目录名存储在数据块中。（注意：文件名保存在它所在目录的数据块中，其他信息都保存在该文件的inode中）。

符号链接：如果目标路径名较短则直接保存在inode中以便更快地查找，否则分配一个数据块来保存。

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（用ls -al /dev查看该目录下的设备文件时，可以发现原来打印文件大小的位置，换成了主次设备号）。通过设备号，系统会去找它的驱动，然后运行起来。

对于一个文件来说，除了它的数据保存在数据块中，其他信息都保存在自己的inode表中。比较邪门的是，inode表和数据块都不保存文件的名字，它的名字保存在目录的数据块中（当然目录也有自己的inode表），这也就是执行vim .命令时，看到的是当前目录下的文件名和目录名的原因。在这些文件名或目录名前面，存储着找到这些文件或目录的inode地址（其中.前面存储的就是这个目录自己的inode地址，..存储它上一级目录的inode地址），而inode表里又存储着文件或目录数据块的起始地址和长度等信息。这样反复横跨inode表和数据块，来寻找最终的文件内容。

对于目录来说，目录的数据块中存储的就是文件名及其这些文件名的inode地址。

其他文件系统会通过虚拟文件系统的方法，凑出和ext2相同的东西，这个其实就可以称为协议了。

假设一个路径是/opt/file，则查找顺序是：

1.读出inode表中第2项，也就是根目录的inode，从中找出根目录数据块的位置

2.从根目录的数据块中找出文件名为opt的记录，从记录中读出它的inode号

3.读出opt目录的inode，从中找出它的数据块的位置

4.从opt目录的数据块中找出文件名为file的记录，从记录中读出它的inode号

5.读出file文件的inode

关于软硬链接：

软链接：

$ ln -s ./text.txt ts //ts是./test.txt的软连接（ts -> ./test.txt），假设text.txt有6个字节，ttt却有10个字节，说明ts中存储的是./text.txt这10个字节（存储的是路径），也说明软连接出来的文件，和原文件是两个完全不同的文件

硬链接：