linux——文件系统
- 被打开的文件放到内存中
- 没有被打开的文件放到磁盘
1. 硬件-->磁盘
- 磁盘的存储基本单位：扇区（512字节）
512字节写入到磁盘，磁盘如何转动：
磁盘写入的时候是向柱面进行批量写入的
CHS地址：cylind header sector
柱面，磁头，扇区：由这三个CHS地址就能够找到位置
将每一个柱面平面展开就成为了一个线性结构：磁带例子--->卷起来，拉出来一条线。
抽象成线性结构之后，就相当于是一个数组，访问这个数组下标就可以访问磁盘文件。
os访问磁盘不以扇区为单位，而是以块儿为单位，一般为4KB（可以调整），一块一般为8个扇区
- 文件系统使用磁盘块儿，是以4KB为单位的
2. 文件系统
文件 = 内容+属性。
文件属性存储在inode里面，文件内容存在Data Block里面。
block bitmap
-
- 对应记录data block中那些数据空间被占用
- data block中有多少个bit，block bitmap中就有多少bit
inode bitmap
-
- 对应记录inode table
- inode table中有多少个bit，inode bitmap中就有多少bit
- block bitmap和inode bitmap通过置0或者1的方式标识对应空间的占用情况。
- 在删除数据的时候，将iNode/blockbitmap置0，恢复数据的时候将位图里面各个位置置1就行。
- 每个组里面有多少个inode,data block就决定了整个block group，分别决定了其它的一些块儿信息。
- inode和data block是跨组（block group）的
- inode不能跨分区（partition），所以在同一个分区内部，inode编号，块号都是唯一的。
- 如何确定文件在那个inode里面：除模运算。
上图各个模块儿解释
Block Group：ext2文件系统会根据分区的大小划分为数个Block Group。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
格式化： 在使用之前将super block,GDT,block bitmap，inode bitmap这几个字段全部清0——》》写入文件系统的管理信息。
super block
不是所有的组里面都要包含super block，只有个别包含
每个block group中都有super block，他们里面的内容完全一样，为了保证super block的安全性，会在每一个block group中备份以保证文件系统的安全，如果一个block group中的super block挂掉，可以从其他的block group中恢复。
OS如何管理磁盘：
- OS会将每个partition的super block，GDT的信息加载到内存中，使用链表将他们链接起来，对链表管理，就是对文件系统的增删查改。
- 将inode bitmap和block bitmap置0或者1就行了
如何根据inode找到data block：
- 在struck inode中存储了一个data block的编号信息，根据inode就可以找到文件数据。
linux下如何看待目录 ：
- 目录也有自己的inode，他也是按照内容和属性相分离存储的。目录的内容保存的是文件名和inode的映射关系，文件名和inode是互为键值，都是唯一的。所以在磁盘中保存文件没有了目录的概念，磁盘中保存的所有数据就是inode和数据。目录和普通文件保存方案一样。
- 文件名不会作为属性保存在文件的inode中，保存在当前文件所需的目的数据内容当中
- 访问磁盘上的文件只认inode。打开路径+文件名—>
- 先打开所在路径。读取目录里面的数据内容，得到文件名和inode的映射关系，文件名→inode→inode 进行文件内的查找
- 找到一个目录也要找到一个目录名的inode的，如何找到呢？→开机的时候固定打开“/”目录。→找到任何文件都必须要有路径。
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- 访问文件的时候进程提供路径，进行路径解析。
- 自己提供的文件名+文件路径组成了文件。
- OS在进行路径解析的时候，会把我们历史访问的所有的目录（路径）形成一颗多叉树，进行保存。—>linux系统树状目录结构。—>目录结构是内存级（里面是临时数据）的。—>实验现象：在第一次查目录文件的时候会比较慢，第二次后面就会快很多。
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文件加载过程：
磁盘→分区→格式化→我们依旧不能使用这个分区。我们的分区，一定要和特定的一个目录进行关联→通过进入这个目录，就相当于进入这个分区→挂载。要使用分区就需要挂载得到目录。
inode存储文件属性结构：
3. 软硬链接
软连接
软连接是一个独立的文件，因为他有独立的inode number
软连接能干啥：相当于是windows下的快捷方式
软连接内容保存的是文件的路径
设置软连接：
- 增加软连接：
//为文件建立软链接
ln -s ./soft.txt soft_link
//为目录建立软链接
ln -s ./FileSystem/ link_file- 删除软连接
直接rm 删除对应的文件就可以了
硬链接
ln code.c code-hard硬链接本质不是一个独立的文件，没有独立的inode。本质是一组新的文件名和目标inode number的映射关系。
硬链接数相当于是一个引用计数。
硬链接作用：
- 对文件进行备份
- 任何一个目录文件下都有一个” . ”文件，这个文件就是当前目录的硬链接。所以目录的硬链接数为2。
- 硬链接只能给普通文件进行建立，linux系统下，不支持给目录建立硬链接
- . 和 .. 本质是对目录进行硬链接
- 为什么不允许用户给目录进行硬链接：
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- 容易形成路径环问题
- 因为软链接是一个独立的文件，所以不存在成环问题。
