Linux中的檔案i節點
linux檔案系統是Linux系統的心臟部分,提供了層次結構的目錄和檔案。檔案系統將磁碟空間劃分為每1024個位元組一組,稱為塊(也有用512位元組為一塊的,如:SCOXENIX)。編號從0到整個磁碟的最大塊數。
全部塊可劃分為四個部分,塊0稱為引導塊,檔案系統不用該塊;塊1稱為專用塊,專用塊含有許多資訊,其中有磁碟大小和全部塊的其他兩部分的大小。從塊2開始是i節點表,i節點表中含有i節點,表的塊數是可變的,後面將做討論。i節點表之後是空閒儲存塊(資料儲存塊),可用於存放檔案內容。
檔案的邏輯結構和物理結構是十分不同的,邏輯結構是使用者敲入cat命令後所看到的檔案,使用者可得到表示檔案內容的字元流。物理結構是檔案實際上如何存放在 磁碟上的儲存格式。使用者認為自己的檔案是邊疆的字元流,但實際上檔案可能並不是以邊疆的方式存放在磁碟上的,長於一塊的檔案通常將分散地存放在盤上。然而 當使用者存取檔案時,linux檔案系統將以正確的順序取出各塊,給使用者提供檔案的邏輯結構。
當然,在linux系統的某處一定會有一個表,告訴檔案系統如何將物理結構轉換為邏輯結構。這就涉及到i節點了。i節點是一個64位元組長的表,含有有關一個檔案的資訊,其中有檔案大小、檔案所有者、檔案存取許可方式,以及檔案為普通檔案、目錄檔案還是特別檔案等。在i節點中最重要的一項是磁碟地址表。
該表中有13個塊號。前10個塊號是檔案前10塊的存放地址。這10個塊號能給出一個至多10 塊長的檔案的邏輯結構,檔案將以塊號在磁碟地址表中出現的順序依次取得相應的塊。當檔案長於10塊時又怎樣呢?磁碟地址表中的第11項給出一個塊號,這個 塊號指出的塊中含有256個塊號,至此,這種方法滿足了至多長於266塊的檔案(272384位元組)。如果檔案大於266塊,磁碟地址表的第12項給出一 個塊號,這個塊號指出的塊中含有256個塊號,這256個塊號的每一個塊號又指出一塊,塊中含256個塊號,這些塊號才用於取檔案的內容。磁碟地址中和第 13項索引定址方式與第12項類似,只是多一級間接索引。
這樣,在linux系統中,檔案的最大長度是16843018塊,即17247250432位元組,有幸是Linux系統對檔案的最大長度(一般為1到2M位元組)加了更實際的限制,使使用者不會無意中建立一個用完整個磁碟區所有塊的檔案。
檔案系統將檔名轉換為i節點的方法實際上相當簡單。一個目錄實際上是一個含有目錄表的檔案:對於目錄中的每個檔案,在目錄表中有一個入口項,入口項中含 有檔名和與檔案相應的i節點號。當使用者敲入catxxx時,檔案系統就在當前目錄表中查詢名為xxx的入口項,得到與檔案xxx相應的i節點號,然後開 始取含有檔案xxx的內容的塊。
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