Linux中的超级块和MBR各指的是什么？请详解！！

超级块(SuperBlock)包括文件系统的总体信息，比如大小(其准确信息依赖文件系统)。MBR（MasterBootRecord）,中文意为主引导记录。硬盘的0磁道的第一个扇区称为MBR，它的大小是512字节，而这个区域可以分为两个部分。第一部分为pre-boot区（预启动区），占446字节；第二部分是Partitiontable区（分区表），占66个字节，该区相当于一个小程序，作用是判断哪个分区被标记为活动分区，然后去读取那个分区的启动区，并运行该区中的代码。他是不属于任何一个 *** 作系统，也不能用 *** 作系统提供的磁盘 *** 作命令来读取它。但我们可以用ROM-BIOS中提供的INT13H的2号功能来读出该扇区的内容，也可用软件工具Norton8.0中的DISKEDIT.EXE来读取。附:liunx和unix是为了做服务器用途的，它必须保证365*24运行，它的设计就决定不需要整理磁盘碎片。一个分区或磁盘能作为文件系统使用前，需要初始化，并将记录数据结构写到磁盘上。这个过程就叫建立文件系统。大部分UNIX文件系统种类具有类似的通用结构，即使细节有些变化。其中心概念是超级块superblock,i节点inode,数据块datablock,目录块directoryblock,和间接块indirectionblock。超级块包括文件系统的总体信息，比如大小(其准确信息依赖文件系统)。i节点包括除了名字外的一个文件的所有信息，名字与i节点数目一起存在目录中，目录条目包括文件名和文件的i节点数目。i节点包括几个数据块的数目，用于存储文件的数据。i节点中只有少量数据块数的空间，如果需要更多，会动态分配指向数据块的指针空间。这些动态分配的块是间接块；为了找到数据块，这名字指出它必须先找到间接块的号码。UNIX文件系统通常允许在文件中产生孔(hole),意思是文件系统假装文件中有一个特殊的位置只有0字节，但没有为这文件的这个位置保留实际的磁盘空间(这意味着这个文件将少用一些磁盘空间)。这对小的二进制文件经常发生，Linux共享库、一些数据库和其他一些特殊情况。(孔由存储在间接块或i节点中的作为数据块地址的一个特殊值实现，这个特殊地址说明没有为文件的这个部分分配数据块，即，文件中有一个孔。)

fallocate - manipulate file space

这是一个不可移植的、特定于 Linux 的系统调用。 For the portable, POSIX.1-specified method of ensuring that space is allocated for a file, see posix_fallocate(3).

fallocate() 允许调用者直接 *** 作 fd 引用的文件所分配的磁盘空间， *** 作的字节范围为[ offset , offset + len ]。

mode 参数确定要在给定范围上执行的 *** 作。 支持的 *** 作的详细信息在下面的小节中给出。

fallocate()的默认 *** 作（即 mode =0）是在参数 offset 和 len 指定的范围内分配磁盘空间。如果 offset + len 大于文件的大小，则文件大小将被修改。超过原范围的区域将会被初始化为0。此默认行为与 posix_fallocate(3) 库函数的行为非常相似，是实现 posix_fallocate(3) 的最佳实现方法。

调用成功后，后续写入 offset 和 len 指定的范围不会因为磁盘空间不足而失败。

注：这样做的有什么用呢？根据博客 用fallocate进行"文件预留"或"文件打洞" ，可以有以下好处：

（1）可以让文件尽可能的占用连续的磁盘扇区，减少后续写入和读取文件时的磁盘寻道开销；

（2）迅速占用磁盘空间，防止使用过程中所需空间不足。

（3）后面再追加数据的话，不会需要改变文件大小，所以后面将不涉及metadata的修改

如果在mode中指定了 FALLOC_FL_KEEP_SIZE 标志，调用的行为类似，即依然会为文件分配磁盘空间,但是不会修改文件大小。这种预分配的方式可以用来优化文件的append *** 作，也就是在执行append的时候不需要再额外申请磁盘空间了。

如果在 mode 中指定了 FALLOC_FL_UNSHARE_RANGE 标志，则共享文件数据范围将成为文件私有的，以保证后续写入不会因空间不足而失败。 通常，这将通过对文件中的所有共享数据执行写时复制 *** 作来完成。 并非所有文件系统都支持此标志。

由于分配是以块大小的块完成的，fallocate() 可能会分配比指定范围更大的磁盘空间。

当mode指定为 FALLOC_FL_PUNCH_HOLE 时，会释放指定范围内的空间，即创建一个空洞。在指定的范围内，部分的文件块(即文件块部分属于该范围)将会被置为0，全部的在范围内的文件块，将会被从文件系统中删除。成功调用后，后续的读取将会返回0。

FALLOC_FL_PUNCH_HOLE 必须和 FALLOC_FL_KEEP_SIZE 通过或运算一起使用，换句话说， FALLOC_FL_PUNCH_HOLE 是不能修改文件的大小的。

并非所有文件系统都支持 FALLOC_FL_PUNCH_HOLE； 如果文件系统不支持该 *** 作，则返回错误。 至少以下文件系统支持该 *** 作：

当mode指定为 FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE 标志时，将从文件中删除指定的字节范围，而不会留下空洞。 *** 作完成后，从 offset + len 开始位置的文件内容将会被追加到 offset 处。文件大小会减少 len

文件系统可能会限制 *** 作的粒度，以确保有效实施。 通常，offset 和 len 必须是文件系统逻辑块大小的倍数，这取决于文件系统类型和配置。 如果文件系统有这样的要求，如果违反了该要求，fallocate() 将失败并显示错误 EINVAL。

If the region specified by offset plus len reaches or passes the end of file, an error is returnedinstead, use ftruncate(2) to truncate a file.

FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE 标志和其他标志不兼容。

在 Linux 3.15 中，ext4（only for extent-based files）和 XFS 支持 FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE 标志。

当mode指定为 FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE 标志时，将会指定范围内分配磁盘空间，填补空洞。成功调用后后续读取将会返回0。

Zeroing is done within the filesystem preferably by converting the range into unwritten extents. This approach means that the specified range will not be physically zeroed out on the device (except for partial blocks at the either end of the range), and I/O is (otherwise) required only to update metadata.可能的意思是，最好不要将物理磁盘清零，而是配置一个为写入的状态，这样读取上来的pagecache就是0。这种情况下，仅仅需要修改文件元数据就可有了。

如果在mode中额外指定了FALLOC_FL_KEEP_SIZE标志，调用的行为类似，但即使offset+len大于文件大小，文件大小也不会改变。 此行为与在指定 FALLOC_FL_KEEP_SIZE 的情况下预分配空间时相同。

并非所有文件系统都支持 FALLOC_FL_ZERO_RANGE； 如果文件系统不支持该 *** 作，则返回错误。 至少以下文件系统支持该 *** 作：

如果在mode中额外指定了 FALLOC_FL_INSERT_RANGE 标志，那么将会在offset开始的位置插入一个大小为len的空洞，在不覆盖文件内容的前提下增加文件的空间。

此模式在 *** 作粒度方面与 FALLOC_FL_COLLAPSE_RANGE 具有相同的限制。 如果不满足粒度要求，fallocate() 将失败并显示错误 EINVAL。 如果偏移量等于或大于文件末尾，则返回错误。 对于此类 *** 作（即在文件末尾插入一个洞），应使用 ftruncate(2)。

FALLOC_FL_INSERT_RANGE 标志与其他标志不兼容。

目前只有XFS (since Linux 4.1) 和 ext4 (since Linux 4.2)支持此标志。

n success, fallocate() returns zero. On error, -1 is returned and errno is set to indicate the error.

fallocate() is available on Linux since kernel 2.6.23. Support is provided by glibc since version 2.10. The FALLOC_FL_* flags are defined in glibc headers only since version 2.18.

fallocate() is Linux-specific.

好隐蔽的一个错误！！ if ((fd=open(pathname, FLAGS, MODE)==-1)) 这句，括号的位置错误了

应该是： if ( (fd=open(pathname, FLAGS, MODE))==-1)

原写法，导致fd值为0，成了标准输入（终端）了，所以，lseek就会一直报错！

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