文件系统i o Linux之磁盘与文件系统管理(4)

【块位图bitmap】：即每一个块中标记了一个逻辑单元（即一个bit标记一个逻辑单元）存储位为1表示已经使用，存储位为0表示没有使用。是加速查找空闲磁盘块的一种机制。

其实在元数据存储区中其间已经制定了一段固定区域来存储“编目“。假设文件特别多，当我们新建一个文件时，就要在”编目”中保存对于的位置信息。假设一个编目的空间有10M,那么要知道这个编目中有哪些空间是已经标记了文件，哪些空间还没有标记文件。就为编目也要创建一个位图：那么位图中对应了编目中的每一个条目即”索引结点inode”:

【inode(inodexnode)索引结点】：inode中存放了文件的ID号，对应文件的权限，属主和属组，大小，时间戳等。唯独没有的就是“文件名“。

假如一个文件特别大，在inode一个条目中无法全部都标识该文件所使用的所有逻辑单元（也称磁盘块），那么inode中还可以向创建磁盘分区一样标记一个指针来指向下个inode号，说明该inode号中所标识的逻辑单元（也称磁盘块）也是和他同一个文件。那么这样的inode条目就像扩展分区一样。相当于一个间接目录，在文件系统中有二级间接目录，三级间接目录…….那么在一个条目里面，无论通过直接的或间接引用，最终能引用多少个间接inode决定了单个文件最终有多大。即，一个条目的存储空间中能存放多少条索引结点（inode）号，一个索引结点最多能引用多少个逻辑单元。

在有些分区上所说的最大支持单个文件大小最大为多少多少G就是靠这个来决定的。

向FAT32文件系统最大支持为4G

我们通常所说的目录（即文件夹）也是文件，那么上面inode号中没有存储的文件名都存放在目录（即文件夹）中，文件夹自身也有大小（这里的大小不是文件夹里面存放文件的大小和，而是文件夹名，和文件名所占字节的大小和）。这里要注意的是目录也是个文件，所有目录也需要占据磁盘块即（上面说的逻辑单元）。在目录的磁盘块（逻辑单元）中所存储的信息分为两段，第一段为inode号码即：（inode编目中的一个编目号码（相当于一个文件的索引）），这个inode号码对应的文件名。如下图：

在linux系统中根是自引用的，即cpu可以直接访问到根。那么要寻找\tmp\wenjian.txt个文件，则cpu先找到根即（\）目录（即文件夹）所对应的磁盘块（逻辑单元），然后然后在这个磁盘块中（逻辑单元）找到tmp文件名所对应的inode号码，然后拿着这个号码去编目中寻找inode（索引结点）号码所对应的磁盘块地址（即逻辑单元），这个磁盘块（逻辑单元）中找到wenjian.txt文件名所对应的inode（索引结点）号码，再更具这个inode（索引结点）号码去编目中寻找inode（索引结点）所对应的磁盘块（逻辑单元）（可能有多个磁盘块），然后将这些磁盘块中所记录的二级制0101代码。就是该文件的内容。即wenjian.txt的内容。

注意：在文件系统中每一个文件都对应一个inode(索引结点)。

【创建文件原理】

有了上面的逻辑，假设要在/tem/ftp/目录下创建一个文件叫wenjian.txt。那么程序首先要找到tmp目录的磁盘块，然后在根据ftp所对应的inode号码找到ftp目录的磁盘块，在该磁盘块中添加一条信息，记录系统给该文件在编目中申请的inode编号，和该文件的文件名。在编目中除了记录inode编号外还要记录系统给该文件通过扫描“块位图bitmap“给改文件分配的空闲磁盘块地址。然后再将文件内容写入到该文件inode号码所对应的磁盘块中。

【复制文件原理】

有了上面创建文件的原理，那么复制文件的原理几乎和创建文件的原理一样，这里不再做说明。

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