本篇笔记记录了OSTPE中介绍的一种简单的文件系统VSFS的实现。

文件系统，就是一种关于如何在磁盘这种块设备中建立文件、文件夹概念的一套规范

块大小定义

为了方便，文件系统需要以一种单元来操作磁盘，这个单元就是块。VSFS选择常见的块大小——4KB，并且只使用这一种大小。比如，下面是一个具有256KB的磁盘的视图，我们把它分割成64个块：

为了实现文件系统都要存什么额外的牛马？

要落到物理磁盘上，就只有扇区、磁道的概念，你向上面写数据就是对一个单元的充磁和消磁操作，操作系统想要在这之上建立文件和文件夹的概念，首先就要在磁盘上组织出一些数据结构，来记录一些信息，比如用户定义的文件名与数据在磁盘上的物理位置的映射。下面是文件系统要考虑保存的一些东西

1. 用户保存的数据（文件中的内容）
2. 文件/文件夹的元信息（名字、创建修改时间、权限等），文件数据在哪些块中（文件系统通常使用inode结构来保存一个文件的这些数据）
3. inode的表
4. 记录哪些数据块和inode块已被分配
5. 文件系统的元信息（比如有多少inode、文件系统类型等）

上图中，一块块的D就是数据块，用来保存用户数据；小写d块是数据块的位图，用于保存哪些数据块的分配状态，I块中保存了若干inode节点，小写i是inode分配情况的位图，超级块S用于记录文件系统的元信息。

inode

inode列表，也就是下图这东西，其中保存了若干inode，若inode条目为256字节，那么5个4KB块就可以容纳4096/256*5=80个inode。

所以，我们系统中的80个inode可以被看作一个数组，它们的编号为0~79，每个inode可以保存一个文件或文件夹的信息，如下图：

一定要记住，inode通过编号定位，每一个inode可以确定一个文件或文件夹的内容（怎么确定稍后再说），所以inode编号也被称作文件的低级名称

无论是对于文件还是目录，inode都只保存其元信息，其内容信息保存在数据块中，稍后会看到如何通过inode确定数据块

本文讨论的只是文件系统的一种实现，不要拘泥于这个细节，而是学习它的思想。实际上，有的文件系统甚至没有inode的概念

inode定位数据块的几种方式

直接定位

inode中保存一个或多个直接指针，它们指向文件/文件夹对应的数据块。

缺点就是当文件/文件夹内容过大，超出指针数 * 块大小能保存的范围，就没法存了

多级索引（间接指针）

使用间接指针连接到某个数据块，然后使用数据块存储指针项，指向新的数据块。假设磁盘地址是4字节，一个4K块就能多出1024个额外数据块，文件最大大小增加到了(12 + 1024) * 4K = 4144KB。

更大的文件就采用更多级的间接指针，这是指数级的增长。

其它方法

设计inode与数据块的映射并没有一个正确的办法，实际上还有基于范围、使用链表等方式，各有优缺点吧。

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