unix核心编程原理(二)

                                                                                                  文件系统篇

文件系统可以用来存储文件内容，文件属性（文件所有者，日期等）和目录，这些不同类型的数据是如何存储在被编号的磁盘块上的呢？
Unix使用了一个简单的方法。它将这些磁盘块分成了3部分：
1，超级块
文件系统中的第一个块被称为超级块。这个块存放文件系统本身的结构信息。例如，超级块记录了每个区域的大小。超级块也存放未被使用的磁盘块的信息。不同版本的Unix的超级块的内容和结构稍有不同。
2，i-节点表
文件系统的下一个部分称为i-节点表。每个文件都有一些属性，如大小，文件所有者和最近修改时间等。这些性质被记录在一个称为i-节点表的结构中。所有的i-节点都有相同的大小，并且i-节点表是这些结构的一个列表。文件系统中的每个文件在该列表中都有一个i-节点。如果你有root权限，就可以像操作文件一样将分区打开，阅读并显示i-节点表。在显示utmp文件时就用过类似的技术。
以下一点很重要：表中的每个i-节点都通过位置来标识。例如，标识为2的i-节点(inode 2)位于文件系统i-节点表的第三个位置。
3，数据区
文件系统的第3个部分是数据区。文件的内容保存在这个区域。磁盘上所有块的大小都是一样的。如果文件包含了超过一个块的内容，则文件会存放在多个磁盘块中。

文件有内容和属性，内核将文件内容存放在数据区，文件属性存放在i-节点，文件名存放在目录。

创建一个新文件的过程：
1，存储属性    文件属性的存储：内核先找到一个空的i-节点，假如编号是47。内核把文件的信息记录其中。
2，存储数据   根据文件的大小，分配相应数目的块
3，记录分配情况    文件内容按顺序存放在块中，内核在i-节点的磁盘分布区记录了上述的块序列。磁盘分布区是一个磁盘块序号的列表，这3个编号放在最开始的3个位置。
4，添加文件名到目录   假设文件名是usrlist，内核将入口(47,usrlist)添加到目录文件。文件名和i-节点号之间的对应关系将文件名和文件的内容及属性连接了起来。

当用cat命令查看文件内容时，首先在目录文件中根据文件名usrlist找到所在记录的包含编号为47的i-节点号。定位i-节点号47并读取其内容。内核在文件系统中的i-节点区域找到i-节点47.i节点包含数据块编号的列表。然后cat不断的调用read函数，使得内核不断将字节从磁盘复制到内核缓冲区，进而到达用户空间。

可以得到一下结论：
目录包含的是文件的引用，每个引用被称为连接。文件的内容存储在数据块，文件的属性被记录在一个被称为i-节点的结构中，i-节点的编号和文件名存储在目录中。“目录包含子目录”的原理与此相同。

磁盘空间不足的概念：
一个Unix文件系统有一个i-节点区域和一个数据区域。因此，即使数据区有空间，i-节点空间也有可能不足。当Unix上安装了一个新的磁盘，需要将磁盘分成i-节点表和数据区。文件系统的每个文件都需要一个i-节点。i-节点表越大，则留给文件内容的空间越小。