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wzjs 2025/9/15 3:36:40

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ok，上次我们提到了硬件和inode，这次我们继续学习文件系统

ext2文件系统

所有的准备⼯作都已经做完，是时候认识下文件系统了。我们想要在硬盘上存储文件，必须先把硬盘格式化为某种格式的文件系统，才能存储文件。文件系统的⽬的就是组织和管理硬盘中的⽂件。在 Linux 系统中，最常⻅的是ext2系列的⽂件系统。其早期版本为ext2，后来又发展出ext3和ext4。 ext3 和ext4虽然对ext2进⾏了增强，但是其核⼼设计并没有发⽣变化，我们仍是以较老的ext2作为演示对象。

ext2⽂件系统将整个分区划分成若⼲个同样⼤⼩的块组(BlockGroup)，如下图所⽰。只要能管理⼀个分区就能管理所有分区，也就能管理所有磁盘⽂件。

上图中启动块（BootBlock/Sector）的⼤⼩是确定的，为1KB，由PC标准规定，用来存储磁盘分区信息和启动信息，任何⽂件系统都不能修改启动块。启动块之后才是ext2⽂件系统的开始。

Block Group

ext2文件系统会根据分区的大小划分为数个BlockGroup。而每个BlockGroup都有着相同的结构组成。

块组内部构造

超级块（Super Block）

存放⽂件系统本⾝的结构信息，描述整个分区的⽂件系统信息。

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.

SuperBlock的信息被破坏，可以说整个⽂件系统结构就被破坏了

超级块在每个块组的开头都有⼀份拷⻉（第⼀个块组必须有，后⾯的块组可以没有）。为了保证⽂件系统在磁盘部分扇区出现物理问题的情况下还能正常⼯作，就必须保证⽂件系统的superblock信息在这种情况下也能正常访问。所以⼀个⽂件系统的superblock会在多个blockgroup中进⾏备份，这些superblock区域的数据保持⼀致。

分区中超级块可能存在多个，（为了防止出错，超级块一旦破坏，文件也随着破坏，有多个超级块就可以增大容错，减少事故）

GPT(GroupDescriptorTable)

块组描述符表，描述块组属性信息，整个分区分成多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，如在这个块组中从哪⾥开始是inodeTable，从哪⾥开始

是Data Blocks，空闲的inode和数据块还有多少个等等。块组描述符在每个块组的开头都有⼀份拷

⻉。

// 磁盘级blockgroup的数据结构 
/** Structure of a blocks group descriptor*/struct ext2_group_desc{__le32  bg_block_bitmap;         /* Inodes table block*/__le32  bg_inode_bitmap;         /* Blocks bitmap block */__le16  bg_free_blocks_count;    /* Inodes bitmap */__le32  bg_inode_table;          /* Free blocks count */__le16  bg_free_inodes_count;    /* Free inodes count */__le16  bg_used_dirs_count;      /* Directories count */__le16  bg_pad;__le32  bg_reserved[3];
};