44 ext4 文件系统

前言

在 linux 中常见的文件系统有很多, 如下

基于磁盘的文件系统, ext2, ext3, ext4, xfs, btrfs, jfs, ntfs
内存文件系统, procfs, sysfs, tmpfs, squashfs, debugfs
闪存文件系统, ubifs, jffs2, yaffs

文件系统这一套体系在 linux 有一层 vfs 抽象, 用户程序不用关心底层文件系统的具体实现, 用户只用操作 open/read/write/ioctl/close 的相关系统调用, 这一层系统调用会操作 vfs 来处理响应的业务

vfs 会有上面各种文件系统对应的读写相关服务, 进而将操作下沉到具体的文件系统

我们这里看一下 ext4 文件系统

将业务数据存储在磁盘的一个文件系统, 读写数据最终会提交到磁盘设备

将数据暂存在内存中物理页, 动态刷出到磁盘

如何分配inode ?

在创建该文件的时候, ext4fs 会创建对应的 inode, 并将改 inode 添加到父级节点

创建 inode 操作来自于, 父级目录的 i_op->create, ext4fs中对应于 ext4_create

这里主要是基于 ext4fs 的 super_block 新建 inode, 初始化 i_no, i_mapping, i_op, i_fop 什么的

接下来是查找 group, 分配文件节点, 这里可以看得出来 ext4 文件系统对于文件数量的限定是一个逻辑上的限定

接下来是初始化 inode/ext4_inode 的相关其他信息

普通文件的 i_fop 为 ext4_file_operations

另外就是创建了文件之后, 还需要将文件的相关信息添加到文件夹中记录

这里 ext4_find_dest_de 会找到父文件夹的数据内容中存放当前文件的地址, 如果有则找到已有的文件的地址, 如果没有在父文件夹的数据内容末尾记录当前新增文件的信息

这里就是设置文件夹中新增/更新文件元数据的地方

这里记录几个信息项 inode, rec_len, name_len, file_type, name

查看 /jerry 的文件夹的内容, buffered_head

0xffff88007dc08630:     29 '\035'       0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'        36 '$'  0 '\000'        26 '\032'       1 '\001'
0xffff88007dc08638:     84 'T'  101 'e' 115 's' 116 't' 49 '1'  51 '3'  83 'S'  105 'i'
0xffff88007dc08640:     103 'g' 110 'n' 97 'a'  108 'l' 80 'P'  97 'a'  114 'r' 101 'e'
0xffff88007dc08648:     110 'n' 116 't' 65 'A'  110 'n' 100 'd' 67 'C'  104 'h' 105 'i'
0xffff88007dc08650:     108 'l' 100 'd' 0 '\000'        0 '\000'        30 '\036'       0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'
0xffff88007dc08658:     36 '$'  0 '\000'        28 '\034'       1 '\001'        84 'T'  101 'e' 115 's' 116 't'
0xffff88007dc08660:     49 '1'  51 '3'  83 'S'  105 'i' 103 'g' 110 'n' 97 'a'  108 'l'
0xffff88007dc08668:     80 'P'  97 'a'  114 'r' 101 'e' 110 'n' 116 't' 65 'A'  110 'n'
0xffff88007dc08670:     100 'd' 67 'C'  104 'h' 105 'i' 108 'l' 100 'd' 46 '.'  99 'c'
0xffff88007dc08678:     31 '\037'       0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'        -120 '\210'     1 '\001'        5 '\005'        1 '\001'
0xffff88007dc08680:     50 '2'  46 '.'  116 't' 120 'x' 116 't' 0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'
0xffff88007dc08688:     0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'        0 '\000'

# 这里内存中的 0xffff88007dc08678 开始 为 /jerry 目录下面 我们新增的 2.txt 的数据条目 
inode_no 为 0x00 00 00 1f 
rec_len 为 0x01 88
name_len 为 0x05 
file_type 为 0x01 
name 为 2.txt