文件和目录之文件系统


我们可以把一个磁盘分成一个或多个分区。每个分区可以包含一个文件系统（见图4-1）。

                                                         图4-1 磁盘、分区和文件系统

i节点（i-node）是固定长度的记录项，它包含有关文件的大部分信息。

如果更仔细地观察一个柱面组的i节点和数据块部分，则可以看到图4-2中所示的情况。

  • 在图中有两个目录项指向同一i节点。每个i节点中都有一个链接计数，其值是指向该i节点的目录项数。只有当链接计数减少至0时，才可删除该文件（也就是说可以释放该文件占用的数据块）。这就是为什么“解除对一个文件的链接”操作并不总是意味着“释放该文件占用的磁盘块”的原因。这也是为什么删除一个目录项的函数被称为unlink而不是delete的原因。在stat结构中，链接计数包含在st_nlink成员中，其基本数据类型是nlink_t。这种链接类型称为硬链接。其中，POSIX.1常量LINK_MAX指定了一个文件链接数的最大值。
  • 另外一种链接类型称为符号链接（symbolic link）。对于这种链接，该文件的实际内容（在数据块中）包含了该符号链接所指向的文件的名字。在下例中： 
lrwxrwxrwx  root root  - : lib -> /usr/lib

该目录项中的文件名是3个字符的字符串lib，而在该文件中包含了8个数据字节/usr/lib。该i节点中的文件类型是S_IFLNK，于是系统知道这是一个符号链接。

  • i节点包含了大多数与文件有关的信息：文件类型、文件访问权限位、文件长度和指向该文件所占用的数据块的指针等等。stat结构中的大多数信息都取自i节点。只有两项数据存放在目录项中：文件名和i节点编号。i节点编号的数据类型是ino_t。
  • 每个文件系统各自对它们的i节点进行编号，因此目录项中的i节点编号数指向同一个文件系统中的相应i节点，不能使一个目录项指向另一个文件系统的i节点。这就是为什么ln（1）命令（构造一个指向一个现有文件的新目录项）不能跨越文件系统的原因。
  • 当在不更换文件系统情况下为一个文件更名时，该文件的实际内容 并未移动，只需构造一个指向现有i节点的新目录项，并解除与旧目录项的链接。例如，为将文件/usr/lib/foo更名为/usr/foo，如果目录/urs/lib和/usr在同一文件系统中，则文件foo的内容无需移动。这就是mv（1）命令的通常操作方式。

我们说明了普通文件的链接计数概念，但是对于目录文件的链接计数字段又如何呢？假定我们在工作目录中构造了一个新目录：

$ mkdir testdir

图4-3显示了其结果。注意，该图显式地显示了.和..目录项。

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