[ext4]磁盘布局 - group分析

ext4文件系统的磁盘布局是先把磁盘分成一个个相同大小的block块（每个block块的大小默认是4K），然后把这些block块合成一个个group。

group大小最大为256M(默认为256M)，其计算公式：

Group_size = (blk_size*8)*blk_size=4096*8*4096= 32768*4096=128M

更详细一点如下,针对第一个group（即group0）而言：

Group
功能	占用块数	备注
Group0 padding	1024bytes	仅group0含有
ext4 super block	1 block	仅某些group含有
Group Descriptors	many blocks	仅某些group含有
Reserved GDT Blocks	many blocks	仅某些group含有
Data Block Bitmap	1 block	所有group均含有
inode Bitmap	1 block	所有group均含有
inode Table	many blocks	所有group均含有
Data Blocks	many more blocks	所有group均含有

Group0最前面的1024bytes用作它用（比如启动引导等），当然也只有group0中的前1024bytes是保留的，其他任何的group都不会保留。

Ext4 super block大小大约为0x2D0（即720）bytes，如果block块大小为2K或4K，那么super block将存放在第一个block（索引为0）中；如果block块为1K，则super block将存放在第二个block（索引为1）中；如果block块为512bytes(很少设置为这个值了)，则super block将存放在第三、四个block（索引为2,3）中。

Group Descriptors blocks(简称GDBs)，每一个描述符的大小64byte，GDBs所占用block多少是与卷的大小有关的。

Reserved GDT Blocks(简称RGDTBs)，为卷扩容预留的空间。

需要注意的是：superblock有备份机制（关于超级块的备份机制，请阅本系列相关文章），超级块备份时，GDBs数据也是会备份的。而GDBs和RGDTBs一般共计128个blocks。关于flexgroup分析，

Data block bitmap，用于描述本group（即对应所在的group）内各个block块的使用状态，一个bit位对应标识一个block块，如果该bit为0，则表示对应block块为空闲状态，否则表示为使用状态或其它（比如物理上不存在，发生在最后一个group最靠后的位置）。如果一个block块大小为4K，那么可以映射标识4*1024*8=32768个block块的使用状态；由于一个group只有一个Data
Block Bitmap block块，所以一个group组最大为32768*4KB=128MB。

Inode bitmap，用于描述本group（即对应所在的group）内inodetable中各个inode项的使用状态，一个bit位对应标识一个inode项，如果该bit为0，则表示对应inode table的inode项为空闲状态，否则表示为使用状态。Inode
bitmap在每个group中均占用一个block，每个group中可创建文件多少就是由inode bitmap决定的，4K大小的block块可以映射标识4096*8=32768个inode，即是一个group组最多只有32768个inode。，。

Inode table:用于存放inode数据，一个inode数据大小为256bytes，inode block默认为512个block，所以一个group中的文件多少为512*4096/256=8192个。

Datablock，（除去之前那么几类数据，剩余的block全部为data blocks）用于存放普通数据。

注：由于ext4系统引入了Flexible group的概念，本文可以理解为不支持flex_bg特性。

关于flex group分析，请阅本系列其他文章。

作者：Younger Liu，

本作品采用知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 未本地化版本许可协议进行许可。