Explorez le mécanisme de stockage sur disque dans le système de fichiers Linux ext2

Dans le domaine de l'informatique, un système de fichiers est un mécanisme utilisé par le système d'exploitation pour gérer et organiser des fichiers sur des périphériques de stockage. Parmi eux, le système de fichiers ext2 est le premier système de fichiers utilisé dans le système d'exploitation Linux. Il utilise un mécanisme de stockage sur disque pour gérer les données et les métadonnées des fichiers. Il s'agit de l'un des systèmes de fichiers les plus classiques du système Linux. Cet article explorera en profondeur le mécanisme de stockage sur disque dans le système de fichiers Linux ext2, y compris les concepts clés tels que les partitions de disque, les descripteurs de groupe, les nœuds d'index et les blocs de données, et fournira des exemples de code correspondants pour l'analyse.

1. Partitions de disque

Dans les systèmes Linux, les disques sont généralement divisés en plusieurs partitions pour stocker différents types de données. Lors de l'utilisation du système de fichiers ext2, le disque est géré en unités de blocs. La taille de chaque bloc peut varier selon les systèmes, mais elle est généralement de 4 Ko. Les blocs sur le disque peuvent être alloués à différents fichiers ou répertoires pour le stockage des données selon les besoins.

2. Descripteur de groupe

Dans le système de fichiers ext2, chaque partition est divisée en plusieurs groupes (groupes de blocs), et chaque groupe contient un certain nombre de blocs. Chaque groupe a un descripteur de groupe correspondant, qui est utilisé pour décrire certaines informations de base du groupe, telles que le nombre de blocs libres dans le groupe, le nombre de nœuds d'index, etc. Les descripteurs de groupe sont généralement stockés sur disque et les informations relatives au groupe peuvent être obtenues en lisant le descripteur de groupe.

Voici un exemple simple de code C pour lire un descripteur de groupe dans un système de fichiers ext2 :

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <ext2fs/ext2_fs.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/sda1", O_RDONLY);

    struct ext2_group_desc groupDesc;
    lseek(fd, 2048, SEEK_SET);  // 假设组描述符在磁盘上的偏移量为2048
    read(fd, &groupDesc, sizeof(struct ext2_group_desc));

    printf("Group Descriptor Info:
");
    printf("Number of free blocks: %u
", groupDesc.bg_free_blocks_count);
    printf("Number of free inodes: %u
", groupDesc.bg_free_inodes_count);

    close(fd);
    return 0;
}

3 Nœud d'index

Le nœud d'index (inode) dans le système de fichiers ext2 est utilisé pour stocker les métadonnées du fichier, y compris les autorisations de fichiers, le propriétaire, la taille, l'heure d'accès, l'heure de modification et d'autres informations. Chaque fichier a un nœud d'index correspondant dans le système de fichiers ext2, et les blocs de données réels du fichier peuvent être trouvés via le nœud d'index.

Ce qui suit est un exemple simple de code C pour lire les informations d'inode d'un fichier :

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <ext2fs/ext2_fs.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/sda1", O_RDONLY);

    struct ext2_inode inode;
    lseek(fd, 1024 * 3, SEEK_SET);  // 假设第一个索引节点在磁盘上的偏移量为3072
    read(fd, &inode, sizeof(struct ext2_inode));

    printf("Inode Info:
");
    printf("File size: %d bytes
", inode.i_size);
    printf("Owner: %d
", inode.i_uid);
    printf("Permission: %o
", inode.i_mode);

    close(fd);
    return 0;
}

4. Bloc de données

Le bloc de données est l'unité utilisée pour stocker les données réelles du fichier dans le système de fichiers ext2. Chaque fichier sera composé d'un ou plusieurs blocs de données. Ces blocs de données sont répartis à différents emplacements sur le disque. Ces blocs de données peuvent être trouvés via les pointeurs de blocs de données dans les nœuds d'index.

Ce qui suit est un exemple de code C simple pour lire les informations de bloc de données d'un fichier :

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <ext2fs/ext2_fs.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/sda1", O_RDONLY);

    struct ext2_inode inode;
    lseek(fd, 1024 * 3, SEEK_SET);  // 假设第一个索引节点在磁盘上的偏移量为3072
    read(fd, &inode, sizeof(struct ext2_inode));

    printf("Data Blocks Info:
");
    for (int i = 0; i < 12; i++) {
        printf("Direct Block Pointer %d: %d
", i, inode.i_block[i]);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

Grâce à l'exemple de code ci-dessus, nous avons une compréhension plus approfondie du mécanisme de stockage sur disque dans le système de fichiers Linux ext2. Les partitions de disque, les descripteurs de groupe, les nœuds d'index et les blocs de données sont les éléments clés de la création d'un système de fichiers ext2. Ils fonctionnent ensemble pour parvenir à une gestion et une organisation efficaces des données et des métadonnées des fichiers. Pour les développeurs qui souhaitent approfondir leur compréhension du système de fichiers Linux, la maîtrise de ces concepts fondamentaux est cruciale.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!