4.文件系统

组成

Linux：一切皆文件

索引节点（I-node）

I-node（Index Node）：文件系统的内部数据结构，用于管理文件的元数据和数据块。

• 文件的元数据：包括文件的权限、拥有者、大小、时间戳、索引和指向数据块的指针等信息。
• 是文件的唯一标识，与文件一一对应

V-node（Virtual Node）：操作系统级别的数据结构，用于维护打开文件的状态和信息。

• V-node包含了文件的描述符、权限、模式、文件位置指针等信息。
• 每当一个文件被打开时，操作系统会为该文件创建一个对应的V-node，并将其与文件描述符关联起来。
• V-node可以看作是操作系统维护的文件控制块，用于跟踪和管理打开的文件。

目录项

内核维护的数据结构，缓存在内存，不存放在磁盘

• 包含文件或目录的元数据信息，如文件名、文件大小、文件类型、权限、创建时间、修改时间等。
• 包含指向文件数据所在位置的指针或索引信息。
• 记录与其他目录项的层级关联关系。

目录是文件系统中用于组织和管理文件的一种特殊类型的文件。

• 目录可以包含一组目录项，每个目录项对应一个文件或子目录。
• 目录项是文件系统中的逻辑概念，而目录是文件系统中的特殊文件。
• 目录项用于描述文件和目录的元数据，而目录则用于存储目录项和维护文件系统的结构。

存储

连续空间存放

文件头（相当于i-node）指定起始块的位置、长度
磁盘空间碎片、文件长度不易拓展

非连续空间存放

隐式链表

每个数据块留出一个指针空间，易丢失

显式链表

指针存放在一个文件分配表（FAT）

索引

空闲空间管理

空闲表

空闲链表

位图

链接

硬链接是文件系统中一个文件的多个名称，它们共享相同的索引节点（inode）。

原始文件和硬链接之间没有明显的区别，它们都指向相同的数据和元数据，可以独立地访问和修改文件内容。删除其中任何一个硬链接或原始文件，并不会影响其他链接或文件。

软链接，也称为符号链接或软连接，是一个特殊类型的文件。

它的文件内容是另一个文件的路径，实际上是一个指向另一个文件或目录的快捷方式，类似于操作系统中的快捷方式或符号链接。软链接和目标文件或目录之间是独立的实体，它们具有不同的索引节点。