文件块大小 - stat 和 ls 之间的区别

Question

我注意到当我做一个：

ls -ls file

它提供块数，比如 8 个块。

当我做：

stat file

我注意到块数是 16，是 ls 给出的数字的两倍。

我的文件系统上的块大小是 4096。我了解到 ls 使用的块的任意单位是 1024。说 stat 在报告块时使用 512 字节的任意单位是否正确？

如果是这样，是否有不一致的原因？

我在 ext4 文件系统上运行 Ubuntu 11.10。

Answer 1

许多磁盘的扇区大小为 512 字节，这意味着磁盘上的任何读取或写入一次都会传输整个 512 字节的扇区。设计一个扇区不在文件之间分割的文件系统是很自然的（这会使设计复杂化并损害性能）；因此文件系统倾向于为文件使用 512 字节的块。因此，诸如ls和 之类的传统实用程序du以 512 字节块为单位指示大小。

对于人类来说，512 字节的单位意义不大。1kB 是相同的数量级，而且更有意义。一个文件系统块（文件被划分成的最小单位）实际上通常由几个扇区组成：1kB、2kB和4kB是常见的文件系统块大小；所以 512 字节单元在文件系统设计中并没有充分的理由，而且除了传统之外，没有充分的理由在磁盘驱动程序之外使用 512 字节单元。

所以你有一个没有太多意义的传统，以及一个更具可读性的约定。有点像八进制和十六进制：没有对的和错的，它们是写相同数字的不同方式。

许多工具都有选择显示单位的选项：ls --block-size=512对于 GNU ls，POSIXLY_CORRECT=1在 GNUdf和 GNU的环境中设置du以获得 512 字节单位（或-k强制传递1kB 单位）。statGNU coreutils 中的命令作为“块大小”（%B值）公开的是内部接口的依赖于操作系统的值；取决于操作系统，它可能与文件系统或磁盘代码使用的大小有关，也可能无关（通常不是 - 请参阅块大小和簇大小之间的差异）。在 Linux 上，无论任何底层驱动程序在做什么，该值都是 512。的价值%B从不重要，它的存在只是一个怪癖。

Answer 2

在深入研究源代码和 POSIX 标准后，我会说 @antje-m 和 @Gilles 的答案大部分是正确的。

值得引用POSIX.1-2008的评论，作为总结：

512 字节单元的使用是历史惯例，并在本卷 POSIX.1-2008 中保持与 ls 和其他实用程序的兼容性。这并不强制要求文件系统本身基于 512 字节的块。-k 选项是作为折衷措施添加的。标准开发人员一致认为 512 字节是最好的默认单位，因为它在 System V 上具有完全的历史一致性（相对于 BSD 系统上的 512/1024 字节混合使用），并且 -k 选项可以切换到 1024-字节单位是一个很好的折衷方案。喜欢更符合逻辑的 1024 字节数量的用户可以轻松地将 df 别名为 df -k，而不会破坏许多依赖 512 字节单位的历史脚本。

对于 中的块大小ls -s：

POSIX说默认块大小是实现定义的，除非-k给出选项。

中实现的默认块大小GNU coreutils ls定义为GNU gnulib： gnulib/lib/human.c

/* The default block size used for output.  This number may change in
   the future as disks get larger.  */
#ifndef DEFAULT_BLOCK_SIZE
# define DEFAULT_BLOCK_SIZE 1024
#endif

它来自一个旧的提交：

commit 96e78d1f64d7c8d2acc5ad27dc3e73b96ae80585
Author: Jim Meyering <jim@meyering.net>
Date:   Mon Jun 29 15:23:04 1998 +0000

提交消息本身没有说明数字 1024。

并注意所使用的块大小du和df也是1024，ls只是选择了由他们。虽然 fordu和df它与 POSIX 标准有冲突（所以这里环境变量POSIXLY_CORRECT来了）。这似乎是 GNU 团队的决定，请参阅有关此争议的维基百科页面POSIX。

对于命令stat.

它不是 POSIX 标准的一部分，但系统调用是。但是块大小的单位没有标准化（sys_stat.h）：stat

POSIX.1-2008 中未定义 stat 结构的 st_blocks 成员的单位。

该stat命令仅显示stat系统调用提供的信息，并使用 512 块大小，几乎没有例外（它们是非 Linux，例如 HP-UX、IBM AIX 等。请参阅 中定义的宏gnulib/lib/stat-size.h）。

所以数字 512 更像是一个历史选择和 Linux 惯例。

的GNU coreutils（因此ls命令）不Linux内核（因此的一部分stat呼叫）时，他们的目标是不同的系统方面中，GNU coreutils则多为人类（更易于阅读），和Linux内核对硬件抽象（因此更接近于硬件）。

编辑：4096 块大小是“IO 块”大小，实际物理块大小可能仍然是 512 字节，如本问题所述。