linux ext2文件系统

Ext4文件系统也是由相关数据结构组成，按照数据结构存放位置可以分为Ext4磁盘数据结构和Ext4内存数据结构.

Ext 磁盘数据结构

标准块

弹性块

从ext4开始，有一个新功能称为弹性块组（flex_bg）。在flex_bg中，几个块组绑在一起，成为一个逻辑块组。flex_bg的第一个块组中的位图空间和inode表空间被扩展为包括flex_bg中所有其他块组的位图和inode表。例如，如果flex_bg大小为4，则组0将包含（按顺序）超级块，组描述符，组0-3的数据块位图，组0-3的inode位图，组0-3的inode表，组0中的剩余空间用于文件数据。这样的效果是将块元数据紧密地分组在一起，以加快加载速度，并使大文件在磁盘上连续。超级块和组描述符的备份副本始终位于块组的开头，即使启用了flex_bg。组成flex_bg的块组的数量由 $2 ^{sb.s\_{} log\_{}groups\_{}per\_{}flex}$ 。

block 相关计算

block size 在磁盘格式化的时候就固定下来，使用mke2fs工具进行格式化时，可以指定 block size 等参数
- block-size: 只能为 1K/2K/4K bytes.一般不用指定，会采用/etc/mke2fs.conf 中的配置

磁盘容量	mke2fs.conf中的配置	block-size(K)	inode-size(byte)	inode-ratio(byte)	file system type
V < 3M	floppy	1	128	8192	ext2
3M < V < 512	small	1	128	4096	ext2
4T< V < 16T	big	4	256	32768	ext4
V > 16T	hug	4	256	65536	ext4
other	default	4	256	16384	ext4

linux ext2文件系统

inode-ratio: bytes-per-inode,即多少个字节的数据可以分配到一个inode，根据该信息和磁盘容量就可以计算出inode count
默认块大小为4KiB，每个组将包含32,768个块，长度为128MiB
如果用32bit来存储block count,则默认情况下，文件系统可以存 $2^{32}*4K=16T$ 数据
如果用64bit来存储block count,则默认清空下，文件系统可以存 $2^{64}*4K=2^{36}T$ 数据
假设磁盘容量222G,采用default config,可以计算：
$已知：V = 222G，block size = 4K,inodesize = 256byte,inoderatio=16384byte=16K\\$
$可得：$
$block \,size = V / blocksize = 58195968 个 \\ blocks \, per\, group = blocksize * 8 = 32768 个\\ group\, count = block\,size / block\,per\,group = 1776 个\\ Inodes\, per\, group = blocks \, per\, group / 4 = 8192 个 \\ inode\, count = Inodes\, per\, group * group\, count =14548992,当然实际的会比该数稍等大\\ inode\, blocks\, per\, group = Inodes\, per\, group * 256byte = Inodes\, per\, group * 4K / 16 = 512 个 block$
group 可能的排列

index	super block	group descriptor	reserved GDT	Block bitmap	Inode bitmap	Inode table
group 0	0	1-14	15-1024	1025	1041	1057-1568
group 1	32768	32769-32782	32783-33792	1026	1042	1569-2080
group2				1027	1043	2081-2592
group3	98304	98305-98318	98319-99328	1028	1044	2593-3104
group4				1029	1045	3105-3616
…

struct

super block
group descriptor
inode