为什么ext文件系统不能填满整个设备？

我刚刚注意到我要在500G HDD上创建的ext {2,3,4}文件系统中的任何一个都不会使用所有可用空间（466G）。我也尝试过reiser3，xfs，jfs，btrfs甚至vfat。它们全部创建大小为466G的fs（如df -h所示）。但是，ext *会产生459G的fs。禁用保留块会增加用户可用的空间，但是fs的大小仍为459G。

1Tb硬盘也是如此：932G reiserfs，917G ext4。

那么，这1.5％的差异是多少？为什么会发生这种情况，是否有办法使外部填充全部体积？

UPD：所有测试都是在同一台机器，同一硬盘等上完成的。466G与营销500G的区别并不重要。问题是对于不同的FS，它是不同的。

关于df-显示FS总大小，已用大小和可用空间。在这种情况下，我有：

对于reiserfs：

/ dev / sda1 466G 33M 466G 1％/ mnt

对于ext4：

/ dev / sda1 459G 198M 435G 1％/ mnt

如果我关闭根块保留，则435G更改为459G-fs的完整大小（减去198M）。但是对于ext4，fs本身仍然是459G，对于reiser，fs本身仍然是466G！

UPD2：通过dd用真实数据填充卷：

reiserfs：

fs：〜＃dd if = / dev / zero of = / mnt / 1
dd：записьв«/ mnt / 1»：Наустройствекончилосьместо
975702649 + 0записейсчитано
975702648 + 0записейнаписано
 скопировано499559755776байт（500 GB），8705,61 c，57,4 MB / c

ext2，块保留已关闭（mke2fs -m 0）：

fs：〜＃dd if = / dev / zero of = / mnt / 1
dd：записьв«/ mnt / 1»：Наустройствекончилосьместо
960356153 + 0записейсчитано
960356152 + 0записейнаписано
 скопировано491702349824байта（492 GB），8870,01 c，55,4 MB / c

抱歉，俄语，但是我已经在默认语言环境中运行了，重复的时间太长了。没关系，dd的输出很明显。

因此，事实证明，mke2fs实际上创建的文件系统比其他mkfs的文件系统小。

这有两个原因。

首先，由于某种原因或其他操作系统编写者仍然报告以2为基础的系统的可用空间，而硬盘驱动器制造商报告以10为基础的系统的可用空间。例如，操作系统编写器将调用1024字节（2 ^ 10字节）/千字节，而硬盘制造商将调用1000字节/千字节。这种差异对于千字节来说是很小的，但是一旦达到TB，就非常重要了。OS编写器将调用1099511627776字节（2 ^ 40字节）兆字节，而硬盘驱动器制造商将调用1000000000000字节每兆字节。

谈论大小的这两种不同方式经常引起很多混乱。

二进制大小有一个特别受支持的ISO前缀。当使用基数2前缀系统显示大小时，考虑到新前缀的用户界面将显示TiB，GiB（或更常见的XiB）。

其次，df -h报告有多少可用空间。所有文件系统都必须编写内部管理信息，以便为您跟踪情况。此信息会占用驱动器上的某些空间。通常不是很多，但是有些。那也占了您所看到的一些看似损失。

在您编辑完帖子以明确表明我的回答均未回答您的问题之后，我将竭力回答您的问题...

不同的文件系统使用不同数量的空间来整理信息，并以不同的方式报告该空间使用情况。

例如，ext2将磁盘划分为柱面组。然后，它在每个圆柱组中为inode和自由空间映射预先分配空间。ext3做同样的事情，因为它基本上是ext2 +日记。ext4也做同样的事情，因为它是对ext3的相当直接的修改（并且几乎向后兼容）。而且由于这种元数据开销是固定在文件系统创建或调整大小上的，因此不会被报告为“已用”空间。我怀疑这也是因为柱面组元数据位于磁盘上的固定位置，因此仅被隐含为正在使用，因此未在自由空间映射中进行标记或说明。

但是reiserfs不会预分配任何类型的任何元数据。它没有在文件系统创建中固定的inode限制，因为它像处理数据块一样动态分配其所有inode。它最多需要一些结构来描述根目录和某种形式的可用空间映射。因此，当其中没有任何内容时，它使用的空间要少得多。

但这意味着reiserfs在添加文件时会占用更多空间，因为它会分配元数据（如inode）以及文件的实际数据空间。

我不知道jfs和btrfs如何跟踪元数据空间使用情况。但是我怀疑他们会像reiserfs那样追踪它。特别是vfat根本没有inode概念。它的可用空间映射（其大小在文件系统创建时臭名昭著（臭名昭著的FAT表）是固定的）存储了inode可能需要的大部分数据，而目录项（已动态分配）存储了其余数据。

以及Omnifarious提到的问题，对于ext2 / 3/4，为root保留了一定数量的空间-此保留的空间不会在df的输出中显示。

例如使用默认选项创建一个小的文件系统（〜100mb），使用ext2而不是3或4来忽略日志原本会占用的空间：

swann:/tmp# dd if=/dev/zero of=./loop.fs bs=10240 count=10240
swann:/tmp# mkfs.ext2 loop.fs
swann:/tmp# mkdir loop
swann:/tmp# mount -text2 -oloop loop.fs loop
swann:/tmp# df loop
Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
/tmp/loop.fs             99150      1550     92480   2% /tmp/loop

调整预留块选项（tune2fs的-m选项将预留块设置为百分比，而该-r选项将预留块设置为正数的块）：

swann:/tmp# umount loop
swann:/tmp# tune2fs -m 25 loop.fs
swann:/tmp# mount -text2 -oloop loop.fs loop
swann:/tmp# df loop
Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
/tmp/loop.fs             99150      1550     72000   3% /tmp/loop

swann:/tmp# umount loop
swann:/tmp# tune2fs -m 0 loop.fs
swann:/tmp# mount -text2 -oloop loop.fs loop
swann:/tmp# df loop
Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
/tmp/loop.fs             99150      1550     97600   2% /tmp/loop

如您在上面的示例中看到的那样，即使以root身份登录df也不会在“可用”计数中显示保留空间。无论是以root身份登录还是以特权级别较低的用户身份登录，保留的空间都不会显示在“ Used”计数中。如果您不希望这两个事实，有时在文件系统接近满时可能会造成混乱。

还要注意tune2fs，尽管名称如此，但它与ext3和ext4文件系统以及ext2文件系统有关。

关于文件系统之间的差异，不同的文件系统不同地组织块，并且需要更多或更少的数据来识别和跟踪块。块大小也会有所不同，就好像您在同一空间中拥有更多或更少的块，或多或少有“丢失”的空间一样。同样，文件系统将块分组以避免文件碎片，并且每个块群集都有一定大小的标识符，因此或多或少的块群集将使用磁盘上的不同物理空间。因此，区别在于文件系统如何组织物理空间。

这是对ext2的描述，您可能会找到与reiserfs类似的东西，但是我从未使用过它，所以我没有。