《linux內核完全註釋》第12章對minix文件系統已經作了比較詳細的說明。本文做些簡單的總結並且做些實踐的記錄。
以12章360k的存儲磁盤爲例，如下圖：
該圖基本上還是包含了minix文件系統的各個成分，但是有些東西說得還是不夠。
1.一個文件系統，在格式化構建文件系統的時候，很多信息都已經被確定下來了，比如i節點位圖所佔存儲塊數量，邏輯塊位圖所佔存儲塊數量，i節點所佔空間等等。
2.上圖有些地方容易讓人誤導，以爲i節點位圖和邏輯塊位圖就僅佔一個塊，i節點佔4個塊。這是不對的，這個數量在初始化文件系統的時候決定下來，不同大小的存儲介質，這些東西都是不一樣的。上圖應該弄些說明可能更準確些。
3.超級塊用來指定整個文件系統的信息。比如索引節點數量，第一個數據塊起始編號等等。
4.i節點簡單理解就是具體的單個文件信息。目錄也是一個文件，無非目錄的數據區存儲的是目錄項，目錄項包含i節點編號和文件名字符串。
下面以具體的例子來說明一個minix文件系統的細節：
1.首先我們在ubuntu系統裏面構建一個minix文件系統的鏡像。
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem$ dd if=/dev/zero of=minix.img bs=1k count=360
記錄了360+0 的讀入
記錄了360+0 的寫出
368640 bytes (369 kB, 360 KiB) copied, 0.00172698 s, 213 MB/s
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem$ mkfs.minix minix.img
128 inodes
360 blocks
Firstdatazone=8 (8)
Zonesize=1024
Maxsize=268966912
我們構建了一個minix.img鏡像文件，這個鏡像文件格式化成minix文件系統。大小爲360k，從輸出信息可以知道，有些數據在格式化之後，就確定下來，比如：
（1）總共128個i節點
（2）總共360個塊
（3）第一個數據區編號爲8
（4）zone的大小是1024字節
（5）文件最大尺寸是268966912
爲啥第一個數據區從8開始？第一個引導塊，第二個是超級塊，可見3~7的5個區塊留給位圖區和i節點區。至於這些分別佔用多少區塊，需要從超級塊的數據裏面獲得，現在還不知道。
2.掛載這個鏡像文件，然後人爲生成一些文件和目錄。
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem$ mkdir mnt
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem$ sudo mount minix.img -o loop mnt
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem/mnt$ tree
.
├── bbb.txt
└── mydir
└── aaa.txt
1 directory, 2 files
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem/mnt$ cat bbb.txt
bbb
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem/mnt$ cat mydir/aaa.txt
aaa
sunke@sunke-E440:~/work/temp/filesystem/mnt$ sync
3.查看minix.img鏡像裏面的數據。輸出如下：
4.對比引導塊。我們發現這1k數據都是0。我們沒有使用引導塊，保留。
00000000 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
*
5.對比超級塊。
00000400 80 00 68 01 01 00 01 00 08 00 00 00 00 1c 08 10 |..h.............|
00000410 8f 13 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000420 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
*
對應超級塊的結構體和字段數據如下：
struct d_super_block {
unsigned short s_ninodes; //0x0080,十進制128，inode總共128個
unsigned short s_nzones; //0x0168,十進制360，總共360個zone
unsigned short s_imap_blocks; //0x0001,十進制1，inode位圖佔1個塊
unsigned short s_zmap_blocks; //0x0001,十進制1，zone位圖佔1個塊
unsigned short s_firstdatazone;//0x0008,十進制8，第一個數據區編號是8
unsigned short s_log_zone_size;//0x0000，log表示的一塊數據大小，1kb
unsigned long s_max_size; //0x10081c00，十進制268966912，最大文件長度
unsigned short s_magic; //0x138f,minix魔數
};
以上纔多少字節，肯定不能完全佔用1k啊，但是規定就是這樣，就算不能佔用所有1k空間，也給你留着，以備不時之需。可以看到，沒有用到數據區全部爲0。
6.對比i節點位圖。
一個比特位0/1表示一個i節點是否被使用。
00000800 1f 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000810 fe ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff |................|
00000820 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff |................|
*
我們看到前面16個字節，第一個字節是0x1f=0b00011111，後面15個字節都是0。16個字節剛好等於128位，由超級塊可知，總共有128個i節點。第一個位圖不用，但是置爲1，這樣一算，是不是少了一位了，只有127位。我們看到後面有一個0xfe，這裏還有一位是0，加上之前16字節裏面的127位，剛好是128個位。
7.對比數據區塊位圖。
00000c00 1f 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000c10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00000c20 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 fe ff ff ff |................|
00000c30 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff |................|
*
以上從0x1f到0xfe，出去第一位不用，剛好352個位圖。這個應該是數據區塊的位圖佔用記錄，而第一個數據區從8開始。
8.對比i節點數據。
minix使用32字節的結構表示一個i節點的數據，其結構體如下：
struct m_inode {
unsigned short i_mode; //0x41ed，040755, 目錄文件, rwxr-xr-x
unsigned short i_uid; //0x03e8, 1000
unsigned long i_size; //0x00000080, 128
unsigned long i_mtime; //0x5cb93ad2
unsigned char i_gid; //0xe8
unsigned char i_nlinks; //0x03
unsigned short i_zone[9]; //0x08,i_zone[0]=8,數據塊在第8號區塊
};
9.對比數據區。
第一塊數據區，實際上是根目錄的數據區，根目錄的數據區裏面存放的是目錄項，每個目錄項，minix2.0是32位，minix1.0是16位。一個目錄項表示一個目錄或者文件，其中2字節表示這個目錄或者文件的inode節點序號，剩下的字節用於存放文件名字符串。其中第一個目錄項表示'.'，第二個表示'..'。如下：
00002000 01 00 2e 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
00002010 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 |................|
前面兩個字節0x0001，表示節點序號爲1，後面0x2e是'.'字符的ascii碼。依次類推，就不一一舉例了。
如果是普通文件的數據區，則直接存放文件內容，具體在什麼數據區由i節點數據表示。