Linux:深入文件系统

一、Inode

我们使用ls -l的时候看到的除了看到文件名，还看到了文件元数据。

[root@localhost linux]# ls -l
总用量 12
-rwxr-xr-x. 1 root root 7438 "9月 13 14:56" a.out
-rw-r--r--. 1 root root 654 "9月 13 14:56" test.c

每行包含7列：模式硬链接数文件所有者组大小最后修改时间文件名

ls -l读取存储在磁盘上的文件信息，然后显示出来

其实这个信息除了通过这种方式来读取，还有一个stat命令能够看到更多信息。

[root@localhost linux]# stat test.cFile: "test.c"Size: 654 Blocks: 8 IO Block: 4096 普通文件
Device: 802h/2050d Inode: 263715 Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
Access: 2017-09-13 14:56:57.059012947 +0800
Modify: 2017-09-13 14:56:40.067012944 +0800
Change: 2017-09-13 14:56:40.069012948 +0800

上面的执行结果有几个信息需要解释清楚 inode 为了能解释清楚inode我们先简单了解一下文件系统。

Linux ext2文件系统，上图为磁盘文件系统图（内核内存映像肯定有所不同），磁盘是典型的块设备，硬盘分区被划分为一个个的block。一个block的大小是由格式化的时候确定的，并且不可以更改。例如mke2fs的-b选项可以设定block大小为1024、2048或4096字节。而上图中启动块（Boot Block）的大小是确定的，Block Group：ext2文件系统会根据分区的大小划分为数个BlockGroup。而每个Block Group都有着相同的结构组成。政府管理各区的例子超级块（Super Block）：存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有：bolck 和 inode的总量，未使用的block和inode的数量，一个block和inode的大小，最近一次挂载的时间，最近一次写入数据的时间，最近一次检验磁盘的时间等其他文件系统的相关信息。Super Block的信息被破坏，可以说整个文件系统结构就被破坏了 GDT，Group Descriptor Table：块组描述符，描述块组属性信息，有兴趣的同学可以在了解一下块位图（Block Bitmap）：Block Bitmap中记录着Data Block中哪个数据块已经被占用，哪个数据块没有被占用 inode位图（inode Bitmap）：每个bit表示一个inode是否空闲可用。 i节点表:存放文件属性如文件大小，所有者，最近修改时间等数据区：存放文件内容。

将属性和数据分开存放的想法看起来很简单，但实际上是如何工作的呢？我们通过touch一个新文件来看看如何工作。

[root@localhost linux]# touch abc
[root@localhost linux]# ls -i abc
263466 abc

为了说明问题，我们将上图简化：

创建一个新文件主要有一下4个操作：

1. 存储属性内核先找到一个空闲的i节点（这里263466）。内核把文件信息记录到其中。

2. 存储数据该文件需要存储在三个磁盘块，内核找到了三个空闲块：300,500，800。将内核缓冲区的第一块数据复制到300，下一块复制到500，以此类推。

3. 记录分配情况文件内容按顺序300,500,800存放。内核在inode上的磁盘分布区记录了上述块表。

4. 添加文件名到目录新的文件名abc。linux如何在当前的目录中记录这个文件？内核将入口（263466，abc）添加到目录文件。文件名和inode之间的对应关系将文件名和文件的内容及属性连接起来。

二、软硬链接

2.1硬链接

我们看到，真正找到磁盘上文件的并不是文件名，而是inode。其实在linux中可以让多个文件名对应于同一个 inode。 [root@localhost linux]# touch abc [root@localhost linux]# ln abc def [root@localhost linux]# ls -1i abc def 263466 abc 263466 def 。

abc和def的链接状态完全相同，他们被称为指向文件的硬链接。内核记录了这个连接数，inode 263466 的硬连接数为2。

我们在删除文件时干了两件事情：1.在目录中将对应的记录删除，2.将硬连接数-1，如果为0，则将对应的磁盘释放。

2.2软链接

硬链接是通过inode引用另外一个文件，软链接是通过名字引用另外一个文件，在shell中的做法。

ln就是link的意思，-s则就是soft。即软链接

acm 
下面解释一下文件的三个时间：
Access 最后访问时间
Modify 文件内容最后修改时间
Change 属性最后修改时间
动态库和静态库 
静态库与动态库
263563 -rw-r--r--. 2 root root 0 9月 15 17:45 abc
261678 lrwxrwxrwx. 1 root root 3 9月 15 17:53 abc.s -> abc
263563 -rw-r--r--. 2 root root 0 9月 15 17:45 def