引言
EXT是Linux比较通用的文件系统，全称延伸文件系统，又称扩展文件系统。其中ext2是ext文件系统版本中第一个商用文件系统版本，后续的ext3和ext4都是在此基础上优化。
1 基础知识
1.1 基础概念
- 磁盘扇区
磁盘分为一个个扇面，每个扇面又分为一圈圈磁道，每个磁道再分为一个个扇区。扇区是磁盘读写的最小单元，一般为512个字节大小。 - 数据区块
在Linux系统层面，文件的最小单元不是一个扇区，而是将相邻扇区组合成一个块。一般一个块大小为4K，刚好为一个物理页的大小。
1.2 磁盘分区
所有磁盘都有一个MBR头和至多4个主分区组成。MBR叫主引导记录，位于磁盘第一个扇区。用于检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区，启动时由BIOS把该分区引导块的启动程序调入内存加以执行；各个分区段是具体文件系统所占扇区，例如ext2文件系统格式就定义在各个分区中，此外各个分区头部还包含引导块。如下图：
注：引导块大小为1K，即两个扇区。
2 Ext2文件系统
ext2文件系统将分区中文件系统段分割成一个个块组。
注：块组大小默认为128M，格式化的时候可以修改
对于每个块组又按如下方式分割：
注：红色的部分一般只存在于块组0中，后续块组中可能没有、或者只是一份拷贝。
- 超级块
超级块记录整个文件系统的信息，包括所有块组中的逻辑块和inode总数、所有块组中的逻辑块和inode空闲数量、每个块组中的逻辑块和inode总数、mount时间等信息。 - 组描述符表
组描述符表存储每个块组的信息，包括块组中数据块和inode总数、数据块和inode空闲数量、数据块和inode表的起始偏移等信息。 - 数据块位图
数据块位图记录该块组中每个数据块是否被占用。每个数据块对应一个bit位，bit为1表示该数据块已使用。 - inode位图
与数据块位图类似，它对inode表中每个inode项是否被使用进行标识。 - inode表
inode表是该块组中所有inode数据组成的集合。每个文件有且仅有一个inode节点，每个inode节点占128个字节。 - 数据块区
文件是以块为单位存储数据，一般以4K为一个块，即连续8个扇区。数据块区是一组连续的数据块组成。
3 目录与文件
在Linux中，一切皆文件，所以目录本质上也是一个文件。在ext2文件系统中，目录也作为一个文件，只不过目录的数据块存储的是子目录/文件的名称和相应的inode号。
- 数据块寻址
在inode中除了记录文件的相关信息，还包括文件占用的数据块的索引。每个inode包括15个数据块索引，如下图：
注：图中b表示一个数据块大小。
如上图，如果以默认4K大小的数据块划分，那么一个文件最大可存储2TB数据，其中不大于48K大小的文件寻址最快。特别地，数据块还可以按1K或2K大小划分。 - 目录项存储
每个目录本质上也是一个文件，它也有一个inode节点，然后在分配的数据块中存储子目录或文件的相关信息，即目录项。如下图：
其中，inum为子目录/文件的inode序号；rec_len为下一个目录项起始位置偏移；name_len为子目录/文件的名称的字符长度；file_type表示文件类型，区分是子目录还是文件；name表示子目录/文件的名称。
注：特别地，每个分区的inode号为2的文件表示分区的根目录。