文件系统

首先从文件存储相关概念入手：

inode

其本质为结构体，存储文件的属性信息。如：权限，类型，大小，时间，用户，盘块位置....也叫作文件属性管理结构，多数的inode都存储在磁盘上。少量常用，近期使用的inode会被缓存到内存中。

dentry

目录项，本质上是结构体，重要成员有两个{文件名，inode，.....}文件内容data保存在磁盘块中。

文件系统

文件系统是一组规则，规定对文件的存储及读取的一般方法。文件系统在磁盘格式化 过程中指定。

常见的文件系统有：fat32        ntfs             exfat                 ext2        ext3           ext4

简单描述一下ext2文件系统

一个磁盘可以划分成多个分区，每个分区必须先用格式化工具(mkfs)格式化成某种格式的文件系统，然后才能存储，格式化的过程会在磁盘上写一些管理存储布局的信息。

文件系统中存储的最小单位是块(block)，一个块的大小是在格式化时确定的,也可以通过设置来确定块大小。启动快Bootblock的大小是确定的，就是1kb，启动快是由pc标准规定的，用来存储磁盘分区信息和启动信息，任何文件系统都不能使用启动快。启动块之后才是ext2文件系统的开始，ext2文件系统将整个分区划成若干个同样大小的块组BlockGroup，每个块组都由超级快Super Block，块组描述符表(GDT)，块位图(Block Bitmap)，inode位图，inode表

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。超级快在每个块组的开头都有一份拷贝。

GDT:由多块组描述符组成，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，例如在这个块组中从哪里开始是inode表，从哪里开始是数据块，空闲的inode和数据块还有多少个等等。和超级块类似，块组描述符表在每个块组的开头也都有一份拷贝。

块位图：用来描述整个块组中哪些块已用哪些块空闲的。它本身就是一个块，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。

由块位图引出两个问题：

为什么用df命令统计整个磁盘的已用空间非常快呢？

因为只需要查看每个块组的块位图即可，不需要搜遍整个分区。相反，用du命令查看一个较大目录的已用空间就非常慢，因为不可避免的要搜遍整个目录的所有文件。

在格式化一个分区时究竟会划出多少个块组呢？

主要的限制在于块位图本身必须占用一个块。

inode位图：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：一个文件除了数据需要存储之外，一些描述信息也需要存储，例如文件类型，权限，大小等，这些文件信息存储在inode中而不是数据块中。每个文件都有一个inode，一个块组中的所有inode组成了inode表。inode表中的每个ionde的大小：ext2,ext3中128字节，ext4中256字节