Linux内核文件系统-什么是文件系统-优快云博客

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一般的Linux书籍都是先讲解进程和内存相关的知识，但我想先讲解文件系统。第一，因为我就是做文件系统的，更擅长这一块，其他模块的内容我还要再去好好看看书，毕竟不能误人子弟嘛；第二，是因为文件系统模块更接近于用户态，是相对比较好理解的内容（当然想深入还是要下大功夫的），由文件系统入手比较适合初学者。

我们先来看一下什么是文件系统？我们买电脑时，肯定会配一块硬盘（现在一般是固态硬盘），硬盘是用来存储数据资料的。比如要存储一句话:“我爱操作系统”，一个汉字占用2个字节，存储这一句话要占用12个字节（不包括结束符），我们可以用2种方法来存储。第一种方法是从硬盘第一个字节开始存储，前两个字节存储"我"，第三四个字节存储"爱"，以此类推。第二种方法是先创建一个文件，在这个文件里存储这句话，我们打开硬盘时，只需要找到这个文件的位置，就能找到这句话。第一种方法数据管理起来很不方便，所以一般都用第二种方法，第二种方法管理数据的规则就称为文件系统。

文件系统可以分为3类:

磁盘文件系统，如ext2、ext4、xfs、ntfs等。
网络文件系统，如nfs、cifs等。
特殊文件系统，如procfs、sysfs等。

我们来实际操作一下，虚拟机中的${HOME}/qemu-kernel/start.sh文件中增加以下内容（如果已有就不用增加）:

-drive file=1,if=none,format=raw,cache=writeback,file.locking=off,id=dd_1 \
-device scsi-hd,drive=dd_1,id=disk_1,logical_block_size=512,physical_block_size=512 \

然后在${HOME}/qemu-kernel/目录下创建一个文件:

fallocate -l 1G 1

进入虚拟机后，可以使用上面提到的第一种方法，直接从磁盘的第一个字节开始存:

echo "我爱操作系统" > /dev/sda
cat /dev/sda # 从磁盘的第一个字节开始输出

也可以用上面提到的第二种方法，也就是我们要学的文件系统:

mkfs.ext4 -F /dev/sda # 格式化文件系统
mount -t ext4 /dev/sda /mnt # 把磁盘挂载到某个目录
df /dev/sda # 查看是否已经挂载上
echo "我爱操作系统" > /mnt/file # 存到挂载点下的某个文件中
cat /mnt/file # 输出文件内容
debugfs /dev/sda
# debugfs:  stats # Block size: 1024
# debugfs:  stat file # BLOCKS: (0):7169
dd if=/dev/sda of=./data bs=1 skip=7341056 count=20
cat data
umount /mnt # 卸载文件系统