Linux编程入门(8)-文件系统初步

文件系统是对常规文件和目录组织的集合。用于创建文件系统的命令是 mkfs。Linux 的强项之一便是支持种类繁多的文件系统。从 Linux 专有文件 /proc/filesystems 中可以查看当前内核支持的文件系统类型。

从用户角度看文件系统

从用户角度来看，Linux /Unix 系统将硬盘上的文件组成一棵目录树。每个目录能包含文件或其他目录。

通过 tree 指令可以查看某个目录结构

管理目录常用指令

操作文件常用指令

cp 复制文件
touch 创建一个空文件，或修改文件的时间属性
rm 删除文件
cat 读取并显示文件内容
mv 重命名一个文件

针对目录树的指令

ls -R 列出指定目录的所有内容
chmod -R 修改子目录中所有文件的许可权限
du 给出指定目录及其子目录下所有文件占用硬盘数据块的总数
find 在目录中检索符合要求的文件和目录

目录能够包含多个文件和子目录。系统并未对目录树的深度加以限制。但是，有可能创建的目录树太深，以至于超过许多指令允许的范围。

文件系统的结构

常规文件和目录通常都放在硬盘设备里。硬盘实际上是由一些磁性盘片组成的一个设备。文件系统是对该设备的一种抽象。

磁盘分区

一个硬盘由一些磁性盘片组成。每个盘片的表面都被划分成很多同心圆。这些同心圆称作磁道，每个磁道又进一步被划分成多个扇区，每个扇区可以存储一定字节数的数据。扇区是磁盘上的基本存储单元。

为每个磁盘块分配连续的编号，使得系统能够计算磁盘上的每个块。一个将磁盘扇区编号的系统，使得我们可以把磁盘视为一系列块的组合。

一个磁盘可被划分成一个或多个分区。内核将每个分区视为位于 /dev 目录下的单独设备。

Linux 专有文件 /proc/partitions 记录了系统中每个磁盘分区的主次设备编号、大小和名称。

磁盘分区可容纳任何类型的信息，一般包含下列之一：

文件系统，存放常规文件
数据区域，可作为裸设备对其进行访问
交换区域，用于内存管理

文件系统的组成

文件系统可以用来存储文件内容、文件属性（文件所有者、日期等）和目录。这些不同类型的数据存放在被编号的磁盘块上。如下图所示，磁盘分区与文件系统之间的关系

引导块

作为文件系统的首块，但不为文件系统所用，只存储引导操作系统的信息。操作系统虽然只需一个引导块，但所有文件系统都设有引导块（其中的绝大多数都未使用）

超级块

存放文件系统本身的结构信息：i 节点表容量、文件系统中逻辑块的大小、文件系统的大小。

驻留于同一物理设备上的不同文件系统，其类型、大小以及参数设置（比如，块大小）都可以有所不同。

i 节点表

记录文件 i 节点的列表。每个文件的属性（如大小、文件所有者、修改时间等），被记录在 i 节点的结构中。所有 i 节点的大小相同。文件系统中的每个文件在该表中都有一个 i 节点。

表中的每个 i 节点都通过位置来标识。例如，标识为 2 的 i 节点位于文件系统 i 节点表的第 3 个位置。

数据块

文件的内容保存在这个区域。磁盘上所有块的大小是一样。如果文件包含的内容超过了一个块的大小，则该文件会存放在多个磁盘块中。

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