Verstehen des Festplattenlayouts des ext2-Dateisystems unter Linux

Im Linux-Betriebssystem werden viele Dateisysteme verwendet, von denen das ext2-Dateisystem das grundlegendste und gebräuchlichste ist. Um zu verstehen, wie das Dateisystem funktioniert und wie Daten gespeichert werden, ist es wichtig, das Festplattenlayout des ext2-Dateisystems zu verstehen. In diesem Artikel stellen wir das Festplattenlayout des ext2-Dateisystems vor, einschließlich Superblock, Blockgruppen-Deskriptortabelle, Inode-Tabelle, Datenblock usw., und stellen spezifische Codebeispiele bereit, um den Lesern ein besseres Verständnis zu erleichtern.

1. Superblock

Im ext2-Dateisystem ist der Superblock eines der Metadaten des Dateisystems und wird zum Aufzeichnen der Grundinformationen des gesamten Dateisystems verwendet. Der Superblock befindet sich normalerweise am Anfang der Festplatte und wird verwendet, um den Zustand und die Struktur des gesamten Dateisystems zu beschreiben. Das Folgende ist ein vereinfachtes Beispiel der Superblockstruktur:

struct ext2_super_block {
    uint32_t s_inodes_count;      // 文件系统中inode总数
    uint32_t s_blocks_count;      // 文件系统中块总数
    uint32_t s_free_blocks_count; // 空闲块数量
    uint32_t s_free_inodes_count; // 空闲inode数量
    // 其他字段
    // ...
};

Der Superblock enthält Informationen wie die Gesamtzahl der Inodes, die Gesamtzahl der Blöcke, die Zahl der freien Blöcke und die Zahl der freien Inodes im Dateisystem . Durch Lesen des Superblocks können Sie die Gesamtinformationen und den Status des Dateisystems abrufen.

2. Blockgruppen-Deskriptortabelle

Im ext2-Dateisystem ist die Festplatte in mehrere Blockgruppen (Blockgruppe) unterteilt. Jede Blockgruppe enthält mehrere Datenblöcke, Inodes und Blockgruppen-Deskriptortabellen. In der Blockgruppen-Deskriptortabelle werden die Grundinformationen jeder Blockgruppe gespeichert, z. B. die Startblocknummer der Inode-Tabelle, die Startblocknummer der freien Blockbitmap usw. Das Folgende ist ein vereinfachtes Beispiel für die Struktur der Blockgruppen-Deskriptortabelle:

struct ext2_group_desc {
    uint32_t bg_block_bitmap;  // 空闲块位图的起始块号
    uint32_t bg_inode_bitmap;  // inode位图的起始块号
    uint32_t bg_inode_table;   // inode表的起始块号
    // 其他字段
    // ...
};

Über die Blockgruppen-Deskriptortabelle kann der Speicherort der Schlüsseldatenstruktur in jeder Blockgruppe gefunden werden, was die Verwaltung und den Betrieb des Dateisystems erleichtert.

3. Inode-Tabelle

Im ext2-Dateisystem entspricht jede Datei und jedes Verzeichnis einem Inode-Knoten. Der Inode-Knoten zeichnet die Attributinformationen der Datei (wie Dateigröße, Berechtigungen, Zeitstempel usw.) auf Der Zeiger auf den Datenblock. Die Inode-Tabelle speichert Informationen über alle Inode-Knoten und enthält außerdem kostenlose Inode-Bitmaps, um die Zuweisung und Freigabe von Inodes zu verwalten. Das Folgende ist ein vereinfachtes Beispiel für eine Inode-Struktur:

struct ext2_inode {
    mode_t i_mode;              // 文件类型和权限
    uint32_t i_size;            // 文件大小
    uint32_t i_block[EXT2_N_BLOCKS]; // 文件数据块指针
    // 其他字段
    // ...
};

Über die Inode-Tabelle können Sie den Inode-Knoten der Datei finden und dann die Attributinformationen und den Datenblockzeiger der Datei abrufen.

4. Datenblöcke

Im ext2-Dateisystem werden Datenblöcke verwendet, um den tatsächlichen Dateninhalt der Datei zu speichern. Datenblöcke werden Dateien zugewiesen, und Dateidaten werden verstreut und in verschiedenen Datenblöcken gespeichert. Bei kleinen Dateien können die Daten direkt im Datenblockzeiger im Inode-Knoten gespeichert werden; bei großen Dateien werden die Daten in indirekten, doppelten indirekten und dreifachen indirekten Blöcken gespeichert. Das Folgende ist ein vereinfachtes Beispiel der Datenblockzeigerstruktur:

struct ext2_dir_block {
    uint32_t block_ptr[EXT2_PTRS_PER_BLOCK]; // 指向数据块的指针
    // 其他字段
    // ...
};

Datenblöcke werden durch Zeiger verbunden, um die Datenspeicher-Verknüpfungsliste einer Datei zu bilden. Datenblöcke ermöglichen den Zugriff auf den eigentlichen Dateninhalt der Datei.

Durch die obige Einführung in das Festplattenlayout des ext2-Dateisystems können wir die Organisationsstruktur und Datenspeichermethode des Dateisystems besser verstehen. Bei der eigentlichen Programmierung kann das Dateisystem durch Lesen des Superblocks, der Blockgruppen-Deskriptortabelle, der Inode-Tabelle und des Datenblocks betrieben und verwaltet werden. Ich hoffe, dass dieser Artikel den Lesern helfen kann, ein tieferes Verständnis des Festplattenlayouts des ext2-Dateisystems unter Linux zu erlangen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonVerstehen des Festplattenlayouts des ext2-Dateisystems unter Linux. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!