inode是否真的指向磁盘中的地址？

Question

Linux文件系统中的inode实际上是如何指向磁盘上的一个块的？它是否包含从0到2^63 - 1的64位可寻址数字？或者，在inode结构和实际磁盘地址之间是否存在一层？

Answer 1

答案是，这取决于。

不同的文件系统以不同的方式存储inode信息。有些会将实际文件内容存储在inode结构中(如果大小足够小)，有些会将虚拟或实际的块号存储为32或64位数字，有时甚至是另一种编码，有些会将偏移量存储到磁盘空间中，大多数会存储更复杂的信息来处理跨越许多块的大文件...

您可以在Internet上找到各种文件系统的详细信息，了解文件系统的性能是非常有趣的。

享受吧！

Answer 2

正如在ext2 inode的osdev wiki中所说：

与

块类似，每个inode都有一个数字地址。与块地址不同，inode地址从1开始，这一点非常重要。

每个inode包含12个直接指针、一个单间接指针、一个双间接块指针和一个三重间接指针。直接空间“溢出”到单一间接空间，后者溢出到双重间接空间，后者溢出到三重间接空间。

直接块指针:有12个直接块指针。如果有效，则该值为非零。每个指针是包含该inode的数据的块的块地址。

单个间接块指针:如果文件需要超过12个块，则分配一个单独的块来存储存储其内容所需的剩余数据块的块地址。这个单独的块被称为间接块，因为它在inode和它的数据之间添加了一个额外的步骤(一个间接级别)。存储在块中的块地址都是32位的，并且该块中存储的地址的容量是块大小的函数。此间接块的地址存储在inode的"Singly indirect block Pointer“字段中。

双间接块指针:如果文件包含的块多于12个直接指针和间接块所能容纳的块，则使用双间接块。双间接块是上面描述的间接块的扩展，只是现在我们在索引节点和数据块之间有两个中间块。inode结构有一个“双间接块指针”字段，它在必要时指向这个块。

三重间接块指针:最后，如果一个文件需要更多的空间，它可以使用一个三重间接块。同样，这是双间接块的扩展。因此，三重间接块包含双间接块的地址，双间接块的地址包含单个间接块的地址，单间接块的地址包含数据块的地址。inode结构有一个“三重间接块指针”字段，它指向这个块(如果存在)。

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​

正如您可能知道的，在linux中有一个逻辑inode，它用于VFS。

VFS inode数据结构保存有关磁盘上的文件或目录的信息。

struct inode {
    kdev_t                       i_dev;
    unsigned long                i_ino;
    umode_t                      i_mode;
    nlink_t                      i_nlink;
    uid_t                        i_uid;
    gid_t                        i_gid;
    kdev_t                       i_rdev;
    off_t                        i_size;
    time_t                       i_atime;
    time_t                       i_mtime;
    time_t                       i_ctime;
    unsigned long                i_blksize;
    unsigned long                i_blocks;
    unsigned long                i_version;
    unsigned long                i_nrpages;
    struct semaphore             i_sem;
    struct inode_operations      *i_op;
    struct super_block           *i_sb;
    struct wait_queue            *i_wait;
    struct file_lock             *i_flock;
    struct vm_area_struct        *i_mmap;
    struct page                  *i_pages;
    struct dquot                 *i_dquot[MAXQUOTAS];
    struct inode                 *i_next, *i_prev;
    struct inode                 *i_hash_next, *i_hash_prev;
    struct inode                 *i_bound_to, *i_bound_by;
    struct inode                 *i_mount;
    unsigned short               i_count;
    unsigned short               i_flags;
    unsigned char                i_lock;
    unsigned char                i_dirt;
    unsigned char                i_pipe;
    unsigned char                i_sock;
    unsigned char                i_seek;
    unsigned char                i_update;
    unsigned short               i_writecount;
    union {
        struct pipe_inode_info   pipe_i;
        struct minix_inode_info  minix_i;
        struct ext_inode_info    ext_i;
        struct ext2_inode_info   ext2_i;
        struct hpfs_inode_info   hpfs_i;
        struct msdos_inode_info  msdos_i;
        struct umsdos_inode_info umsdos_i;
        struct iso_inode_info    isofs_i;
        struct nfs_inode_info    nfs_i;
        struct xiafs_inode_info  xiafs_i;
        struct sysv_inode_info   sysv_i;
        struct affs_inode_info   affs_i;
        struct ufs_inode_info    ufs_i;
        struct socket            socket_i;
        void                     *generic_ip;
    } u;
};

Answer 3

有关ext4文件系统，请参阅https://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Ext4_Disk_Layout

根据我对ext4的理解，磁盘分为多个块。存储在inode中的地址基本上是块编号。因此，实际地址应该是block_number*block_size。

通常，数据块大小为4KiB (与x86上的页面大小和数据块层的默认数据块大小相同)，但实际大小按2^ (10 + sb.s_log_block_size)字节计算

谢谢