UFS 文件系统的柱面组结构

创建 UFS 文件系统时，磁盘片被分成若干个柱面组。柱面组由一个或多个连续的磁盘柱面组成。柱面组又进一步分成若干个可寻址的块，以控制和组织柱面组中文件的结构。在文件系统中，每种类型的块都具有特定的功能。UFS 文件系统具有以下四种类型的块。

以下各节提供有关这些块的组织和功能的其他信息。

引导块

引导块存储在引导系统时使用的对象。如果文件系统不用于引导，则将引导块保留为空。引导块仅出现在第一个柱面组（柱面组 0）中，它是片中的前 8 KB。

超级块

超级块存储有关文件系统的大多数信息，其中包括：

• 文件系统的大小和状态

• 标号，包括文件系统名称和卷名称

• 文件系统逻辑块的大小

• 上次更新的日期和时间

• 柱面组的大小

• 柱面组中的数据块数

• 摘要数据块

• 文件系统状态

• 最后一个挂载点的路径名

由于超级块包含关键数据，因此在创建文件系统时建立了多个超级块。

摘要信息块保留在超级块内。不复制摘要信息块，而是将其与主超级块组合在一起（通常在柱面组 0 中）。摘要块记录在使用文件系统时发生的更改。此外，摘要块列出文件系统中的 inode、目录、段和存储块的数目。

Inode

inode 包含有关文件的所有信息，但文件的名称（保存在目录中）除外。一个 inode 为 128 字节。inode 信息保存在柱面信息块中，它包含以下内容：

• 文件类型：

  • 常规

  • 目录

  • 块特殊

  • 字符特殊

  • FIFO，也称为命名管道

  • 符号链接

  • 套接字

  • 其他 inode－属性目录和阴影（用于 ACL）

• 文件的模式（读-写-执行权限集）

• 指向文件的硬链接数

• 文件属主的用户 ID

• 文件所属的组 ID

• 文件中的字节数

• 包含 15 个磁盘块地址的数组

• 上次访问文件的日期和时间

• 上次修改文件的日期和时间

• 更改 inode 的日期和时间

包含 15 个磁盘块地址（0 到 14）的数组指向存储文件内容的数据块。前 12 个地址是直接地址。即，它们直接指向文件内容的前 12 个逻辑存储块。如果文件大于 12 个逻辑块，则第 13 个地址指向间接块，该块包含直接块地址而不是文件内容。第 14 个地址指向双重间接块，该块包含间接块的地址。第 15 个地址用于三重间接地址。下图描述从 inode 开始这些地址块之间的关系链。

图 23–1 UFS 文件系统的地址链

数据块

数据块也称为存储块，它包含为文件系统分配的其余空间。这些数据块的大小是在创建文件系统时确定的。缺省情况下，为数据块分配以下两种大小：8 KB 的逻辑块大小和 1 KB 的段大小 (fragment size)。

对于常规文件，数据块包含文件的内容。对于目录，数据块包含提供目录中文件的 inode 编号和文件名的项。

空闲块

在柱面组图中，当前未用作 inode、间接地址块或存储块的块被标记为空闲。此图还跟踪段以防止段化降低磁盘的性能。

为使您了解典型的 UFS 文件系统结构，下图说明普通 UFS 文件系统中的一系列柱面组。

图 23–2 典型的 UFS 文件系统