linux正统标准文件系统ext2详解

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    第二代扩展文件系统（英语：second extended filesystem，缩写为 ext2），是LINUX内核所用的文件系统。它开始由Rémy Card设计，用以代替ext，于1993年1月加入linux核心支持之中。ext2 的经典实现为LINUX内核中的ext2fs文件系统驱动，最大可支持2TB的文件系统，至linux核心2.6版时，扩展到可支持32TB。其他的实现包括GNU Hurd，Mac OS X (第3方)，Darwin (第3方)，BSD。ext2为数个LINUX发行版的默认文件系统，如Debian、Red Hat Linux等。


Group Descriptor：

（1）、一个block指针指向这个block group的block bitmap，bitmap的每一个bit对应一个块，如果bit为0表示有数据，bit为1表示没有数据；

       bitmap本身占用了一个块，假设block大小为 S Byte，那么block bitmap只能记载 8 * S block的情况，所以一个block group的
       最大容量只能是 8 * S * S Byte，如果block的大小为 4096 B，则每个block group的块数量是：4096 * 8 = 32768 。

（2）、另外一个block指针指向 inode bitmap，这个bitmap也正好占用一个block，其中每个bit对应一个node。


（3）、还有一个重要的block指针指向 inode table，inode table就是这个block group中全部inode构成的一个表，此表占用非常多块。


查看指定分区上super block所包含的主要分区：
[iyunv@Oracle ~]# tune2fs -l /dev/sda1

tune2fs 1.41.12 (17-May-2010) Filesystem volume name:   <none> Last mounted on:          <not available> Filesystem UUID:          26f717ca-7d24-4577-9687-c588b8992e70 Filesystem magic number:  0xEF53 Filesystem revision #:    1 (dynamic) Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery sparse_super large_file Filesystem flags:         signed_directory_hash Default mount options:    user_xattr acl Filesystem state:         clean Errors behavior:          Continue Filesystem OS type:       Linux Inode count:              32768 Block count:              131072 Reserved block count:     6553 Free blocks:              119489 Free inodes:              32730 First block:              0 Block size:               4096 Fragment size:            4096 Reserved GDT blocks:      31 Blocks per group:         32768 Fragments per group:      32768 Inodes per group:         8192 Inode blocks per group:   512 Filesystem created:       Fri Nov 28 23:19:46 2014 Last mount time:          Mon Jan 12 10:33:06 2015 Last write time:          Mon Jan 12 10:33:06 2015 Mount count:              8 Maximum mount count:      -1 Last checked:             Fri Nov 28 23:19:46 2014 Check interval:           0 (<none>) Reserved blocks uid:      0 (user root) Reserved blocks gid:      0 (group root) First inode:              11 Inode size:          256 Required extra isize:     28 Desired extra isize:      28 Journal inode:            8 Default directory hash:   half_md4 Directory Hash Seed:      b8644024-bfaf-4f57-881b-1baedc261dd1 Journal backup:           inode blocks

使用debugfs命令的show_super_stats，可以查看super block以及 block group的信息，如附加-h参数，可以只查看super block。

[iyunv@Oracle ~]# debugfs /dev/sda1 debugfs 1.41.12 (17-May-2010) debugfs:  show_super_stats Filesystem volume name:   <none> Last mounted on:          <not available> Filesystem UUID:          26f717ca-7d24-4577-9687-c588b8992e70 Filesystem magic number:  0xEF53 Filesystem revision #:    1 (dynamic) Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery sparse_super large_f ile Filesystem flags:         signed_directory_hash Default mount options:    user_xattr acl Filesystem state:         clean Errors behavior:          Continue Filesystem OS type:       Linux Inode count:              32768 Block count:              131072 Reserved block count:     6553 Free blocks:              119489 Free inodes:              32730 First block:              0 Block size:               4096 Fragment size:            4096 Reserved GDT blocks:      31 Blocks per group:         32768 Fragments per group:      32768 Inodes per group:         8192 Inode blocks per group:   512 Filesystem created:       Fri Nov 28 23:19:46 2014 Last mount time:          Mon Jan 12 10:33:06 2015 Last write time:          Mon Jan 12 10:33:06 2015 Mount count:              8 Maximum mount count:      -1 Last checked:             Fri Nov 28 23:19:46 2014 Check interval:           0 (<none>) Reserved blocks uid:      0 (user root) Reserved blocks gid:      0 (group root) First inode:              11 Inode size:          256 Required extra isize:     28 Desired extra isize:      28 Journal inode:            8 Default directory hash:   half_md4 Directory Hash Seed:      b8644024-bfaf-4f57-881b-1baedc261dd1 Journal backup:           inode blocks Directories:              6 Group  0: block bitmap at 33, inode bitmap at 34, inode table at 35            27032 free blocks, 8175 free inodes, 2 used directories Group  1: block bitmap at 32801, inode bitmap at 32802, inode table at 32803            32149 free blocks, 8175 free inodes, 1 used directory Group  2: block bitmap at 65536, inode bitmap at 65537, inode table at 65538            28153 free blocks, 8192 free inodes, 0 used directories Group  3: block bitmap at 98337, inode bitmap at 98338, inode table at 98339            32155 free blocks, 8188 free inodes, 3 used directories

一个inode中存放15个block指针：
前12个直接指针指向的data block存放的就是用户数据；
第13个block指针称为单级间接指针（indirect），但是指向的数据块中存放的不是文件，而是指向data block的指针。
第14个block指针称为二级间接指针（double indirect），其指向的数据块中存放的都是block指针，这些block指针指向
的block也被全部用来存放block指针，最后这部分block指向的block才是存放用户数据。
第15个block指针称为三级间接指针（triple indirect），比上面说的double indirect 又多了一层指针。


我们可以计算一下这样的分层结构可以使一个inode对应的文件的最大大小达到多少。
假设数据块大小为1024 B，利用12个间接指针，可以保存最大为12 KB的文件，当文件超过
12 KB时，则要利用单级间接指针，该指针指向的数据块保存有一组数据块指针，这些指针
依次指向包含有实际数据的数据块，假设每个指针占用4 B（32 bit系统），则每个单级指
针可以保存1024/4=256个数据指针，因此利用直接指针和单级间接指针可保存1024 * 12 + 1024 * 256 = 268 KB，当文件超过268 KB，
则需要使用二级直接指针，直到使用三级间接指针。
（1）、block为1024 B的时候，最大大小：1024 * 12 + 1024 * 256 + 1024 * 256 * 256 + 1024 * 256 * 256 * 256
（2）、block为2048 B的时候，最大大小：1024 * 12 + 1024 * 512 + 1024 * 512 * 512  + 1024 * 512 * 512 * 512

（3）、block为2048 B的时候，最大大小：1024 * 12 + 1024 * 1024 + 1024 * 1024 * 1024 + 1024 * 1024 * 1024 * 1024