ext3文件系統(tǒng)基礎(chǔ)知識點有哪些，相信很多沒有經(jīng)驗的人對此束手無策，為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過這篇文章希望你能解決這個問題。

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文件系統(tǒng)的構(gòu)成
引導(dǎo)塊：存儲引導(dǎo)代碼
超級塊：單塊大小/總塊數(shù)；每組塊數(shù)；i節(jié)點數(shù)/每組i節(jié)點數(shù)；卷名；最后寫入時間/掛載時間/掛載路徑；空閑i節(jié)點/塊信息(分配新i節(jié)點/塊時使用)
組描述符表：每個32字節(jié)，描述每組塊位圖/i節(jié)點位圖/i節(jié)點表起始塊號，塊組中空閑塊數(shù)和目錄數(shù)；文件系統(tǒng)中所有塊被等分為若干塊組，最后一個可能略?。?br/>塊位圖：占有1個數(shù)據(jù)塊
I節(jié)點位圖：占用1個數(shù)據(jù)塊，通常用不完
I節(jié)點表：存放inode，ext3下每個128字節(jié)，包含12個直接塊指針/1個1級間接快指針/1個2級間接塊指針/1個3級塊指針
數(shù)據(jù)區(qū)：存放文件數(shù)據(jù)
對于具備稀疏超級塊特性的文件系統(tǒng)，只在組號為3/5/7的冪的塊組備份超級塊和塊組描述符，否則每個塊組都有備份；

目錄
目錄也是文件的一種，除了inode，每個目錄至少占有1個數(shù)據(jù)塊，以目錄項的形式存儲其下的文件列表；
存儲內(nèi)容包括：文件名的ASCII碼/名字長度/本目錄項長度/i節(jié)點號/文件類型
目錄項長度=max((8字節(jié)固定+文件名), 4*n)，對于文件file.txt，其長度為16；
硬連接：本質(zhì)上為指向同一inode的不同目錄項而已

--假定每個塊組的inode數(shù)量為2008
創(chuàng)建文件
在/dir1下建立file.txt文件，大致步驟：
1 讀取超級塊(固定位置)，獲取文件系統(tǒng)基本信息(塊大小/每組inode數(shù)量)；讀取組描述符表(固定位置)，獲知各個塊組布局情況；
2 讀取根目錄，從其目錄項中找到dir1以及其inode
   —其inode為2號(固定，位于0號塊組)，而inode表開始于5號塊，讀取5號塊訪問第2個inode，其塊指針顯示根目錄的目錄塊號為256；
   --讀取256號塊，遍歷其目錄項，直至找到dir1的目錄項，顯示其inode號為4724；更新根目錄最后訪問時間；
3 創(chuàng)建file.txt的目錄項
   --對dir1的inode號整除運算int(4724/2008)確定其位于2號塊組，其余數(shù)708為該inode表項號，依據(jù)2號組描述符表項獲知其i節(jié)點表起始于16387塊，
   --讀取該塊， 獲取其708號表項，顯示 dir1目錄塊號為17216
   --讀取17216塊查找空閑空間，新建文件file.txt名字長度7字符，需要16字節(jié)空間
   --創(chuàng)建好目錄項，更新該目錄的最后修改時間和最后改變時間，并其改變情況記錄入日志
4 創(chuàng)建inode
   --優(yōu)先在父目錄同一塊組創(chuàng)建，即2號組
   --讀取2號塊組位于16386塊的i節(jié)點位圖，獲知尚未分配的i節(jié)點號4850，將其對應(yīng)bit置1，并將超級塊/組描述符表中空閑inode數(shù)減1
   --將該inode地址添加到上一步創(chuàng)建的目錄項中
   --初始化4850號inode
5 分配數(shù)據(jù)塊
   File.txt需要6個數(shù)據(jù)塊，查看2號塊組的塊位圖，在本塊組中找出6個空閑塊并將相應(yīng)bit置1，將這些塊分配到4850號inode的直接塊指針中
   更新超級塊/組描述符中的空閑塊數(shù)，更新inode的最后修改時間和改變時間
6  寫數(shù)據(jù) 
   將file.txt內(nèi)容寫入新分配的塊中

刪除文件
1 讀取超級塊 & 組描述符表
2 獲取dir1的inode
   --根目錄inode號為2(位于0號塊組)，i節(jié)點表起始于第5塊(組描述符表)，從第5號塊讀取i節(jié)點表并訪問第2個表項
   --從inode的直接塊指針獲知根目錄的目錄塊為256號塊
   --讀取256號塊，遍歷目錄項直至找到dir1記錄，其i節(jié)點號為4724
   --更新根目錄最后訪問時間
3 獲取file.txt的inode，回收目錄項
   --dir1的i節(jié)點號為4724，取整運算int(4724/2008)=2，位于2號塊組，而2號組的i節(jié)點描述符起始于16387號塊(組描述符表)
   --取余運算(4724%2008)=708，則從16387塊開始讀取第708項inode，inode顯示dir1目錄塊號為17216
   --讀取17216號塊遍歷目錄項，直至找到file.txt匹配項，獲取其i節(jié)點號為4850
   --取消該目錄項，其前一項的長度值直接指向其下一項開始處
4 回收file.txt的數(shù)據(jù)塊，
  --從2號組的i節(jié)點表獲取4850號i節(jié)點項，將鏈接數(shù)減1，若鏈接數(shù)為0則回收該inode(相應(yīng)bit置0)
  --對應(yīng)的6個塊的塊位圖bit置0
注：具體請參考馬林編著的《數(shù)據(jù)重現(xiàn)》

常見問題：
1 為何df顯示磁盤滿但du卻顯示有空閑空間？
刪除文件時有進程正在打開，所以實際占有空間并未釋放；
刪除或truncate一個inode時，先將該inode添加到orphan inode單向鏈表頭，super block結(jié)構(gòu)有相應(yīng)字段s_last_orphan指向此鏈表；
如果執(zhí)行期間系統(tǒng)崩潰，則下次加載該文件系統(tǒng)時會檢查該鏈表并繼續(xù)刪除或truncate操作；

以下是ext4刪除inode的正常過程
-->do_unlinkat
 -->vfs_unlink
  -->ext4_unlink
   -->ext4_delete_entry從該文件所在目錄中刪除該文件
   -->ext4_orphan_add
 -->iput
  -->iput_final
   -->generic_drop_inode
    -->generic_delete_inode(inode);
     -->ext4_delete_inode
      -->ext4_truncate清除磁盤上的索引信息
      -->ext4_orphan_del
      -->ext4_free_inode從內(nèi)存中和磁盤上分別刪除該inode
http://blogimg.chinaunix.net/blog/upfile2/101008204403.pdf
ext3采用間接塊映射，當(dāng)文件較大時則映射表開銷會很高，刪除文件時會將inode中的塊指針清空；
Ext4引入extent，減少了元數(shù)據(jù)塊的數(shù)量，unlink/truncate的開銷會下降不少，每個extent結(jié)構(gòu)體12字節(jié)，每個inode最多可存放4個；
大部分文件只需一些extent來描述logical-to-physical塊映射，然而對于稀疏或碎片化十分嚴(yán)重的文件,extent map效率則沒那么高；
對此需借助于ext4改進的塊分配器，盡量將小文件緊鄰存放同時為大文件分配連續(xù)區(qū)域；
http://ols.fedoraproject.org/OLS/Reprints-2008/kumar-reprint.pdf

2 如何分配數(shù)據(jù)塊/inode/目錄項
分配塊
優(yōu)先在其inode所屬塊組分配，
分配inode
文件：優(yōu)先在其父目錄所在組創(chuàng)建；目錄：優(yōu)先在空余空間較多的組創(chuàng)建
分配目錄項
從前向后遍歷該目錄的目錄項，對每個目錄項，依據(jù)文件名長度計算其改目錄項所需長度，并將其同實際長度值比較，如果不一致則說明要么為最后一項，要么跨越了若干被刪除的目錄項，則嘗試在此處分配新目錄項；如當(dāng)前塊沒有足夠空間，則掛起文件名并分配新塊，linux不允許目錄項跨越塊；

 

看完上述內(nèi)容，你們掌握ext3文件系統(tǒng)基礎(chǔ)知識點有哪些的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！

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