硬盘的每一层分多个磁道，每个磁道分多个扇区，每个扇区是512个字节.
inode与块的存储
硬盘分成相同的大小单元，我们称之为块（Block）。一块的大小是扇区大小的整数倍，默认是4K。在格式化的时候，这个值是可以设定的。这样分成一个个小的块，用来存放文件部分。这样一来存储文件就比较灵活。这样会出现一个问题怎么存文件的索引信息、文件的元数据的部分，例如名字、权限，这就需要一个机构来存放inode来存放。
inode里面有哪些信息，内核中有定义：
struct ext4_inode {
__le16 i_mode; /* File mode */
__le16 i_uid; /* Low 16 bits of Owner Uid */
__le32 i_size_lo; /* Size in bytes */
__le32 i_atime; /* Access time */
__le32 i_ctime; /* Inode Change time */
__le32 i_mtime; /* Modification time */
__le32 i_dtime; /* Deletion Time */
__le16 i_gid; /* Low 16 bits of Group Id */
__le16 i_links_count; /* Links count */
__le32 i_blocks_lo; /* Blocks count */
__le32 i_flags; /* File flags */
......
__le32 i_block[EXT4_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */
__le32 i_generation; /* File version (for NFS) */
__le32 i_file_acl_lo; /* File ACL */
__le32 i_size_high;
......
};
ls命令行的时候，列出来的权限、用户、大小这些信息，就是从这里面取出来的。
i_atime是最近一次访问文件的时间，只要访问了就会修改
i_ctime是最近一次更改inode的时间，可能只修改了用户和权限
i_mtime,最近一次更改文件的时间，修改了用户和权限，也修改了数据，才会改变
数据是怎么存储的？EXT4_N_BLOCKS有如下定义，计算下了一共15项，i_block[0-11]，直接得到保存文件内容的块。如果还是存不下呢？i_bolck[12]会保存一个间接块的地址，以此类推。但也存在一个问题就是大文件的话，需要多次读取硬盘才能找到相应的块，这样的访问速度会比较慢。
ext4引入一个新概念Extents。可以用来存放连续的块，这样对于大文件的读写性能也提升了，文件碎片也减少了。
Extents会保存成一颗树。如果文件不大，inode 里面的 i_block 中，可以放得下一个 ext4_extent_header 和 4 项 ext4_extent。所以这个时候，eh_depth 为 0，也即 inode 里面的就是叶子节点，树高度为 0。
inode位图和块位图
问题：要保存一个数据块，或者要保存一个inode，应该放在硬盘的那个位置？
需要弄一个块，来保存block的位图。
open一个文件很复杂，来看下调用链：do_sys_open->do_filp_open->path_openat->do_last->lookup_open
这个调用链的逻辑是，要打开一个文件，先要根据路径找到文件夹。如果发现文件夹下面没有这个文件，同时又设置了O_CREAT，就说明我们要在这个文件夹下面创建一个文件，那么我们就需要一个新的inode。创建新的inode，就需要调用dir_inode，也就是文件夹inode的create函数。这里面一个重要的逻辑就是，从文件系统里面读取 inode 位图，然后找到下一个为 0 的 inode，就是空闲的 inode。
文件系统的格式
。。。
目录的存储格式
其实目录本身也是个文件，也有 inode。inode 里面也是指向一些块。而目录文件的块里面保存的是目录里面一项一项的文件信息。这些信息我们称为 ext4_dir_entry。每一项都会保存这个目录的下一级的文件的文件名和对应的 inode，通过这个 inode，就能找到真正的文件。如果在 inode 中设置 EXT4_INDEX_FL 标志，则目录文件的块的组织形式将发生变化，变成了下面定义的这个样子。
如果我们要查找一个目录下面的文件名，可以通过名称取哈希。如果哈希能够匹配上，就说明这个文件的信息在相应的块里面。然后打开这个块，如果里面不再是索引，而是索引树的叶子节点的话，那里面还是 ext4_dir_entry_2 的列表，我们只要一项一项找文件名就行。通过索引树，我们可以将一个目录下面的 N 多的文件分散到很多的块里面，可以很快地进行查找。
软链接和硬链接的存储格式
ln -s创建的是软链接，不带-s创建的是硬链接。那么它们有什么区别呢？
所谓的链接，我们可以认为是文件的别名，而链接又分为两种，软链接与硬链接。
硬链接与原始文件共用一个inode,但是inode是不跨文件系统的，每个文件系统都有自己的inode列表，因而硬链接是没有办法跨文件系统的。
软链接不同，相当于重新创建了一个文件，这个文件也有独立的inode，只不过打开这个文件看里面内容的时候，内容指向另外一个文件，这就很灵活了，我们可以跨文件系统，甚至目标文件被删除了，链接文件还是存在的，只不过指向的文件找不到了而已。
总结
在文件系统上的布局就像图的下半部分一样。无论是文件夹还是文件，都有一个 inode。inode 里面会指向数据块，对于文件夹的数据块，里面是一个表，是下一层的文件名和 inode 的对应关系，文件的数据块里面存放的才是真正的数据。