Comprendre la disposition du disque du système de fichiers ext2 sous Linux

Dans le système d'exploitation Linux, de nombreux systèmes de fichiers sont utilisés, parmi lesquels le système de fichiers ext2 est le plus basique et le plus courant. Comprendre la disposition du disque du système de fichiers ext2 est important pour comprendre comment fonctionne le système de fichiers et comment les données sont stockées. Dans cet article, nous présenterons la disposition du disque du système de fichiers ext2, y compris le super bloc, la table de descripteur de groupe de blocs, la table d'inodes, le bloc de données, etc., et fournirons des exemples de code spécifiques pour aider les lecteurs à mieux comprendre.

1. Super Block

Dans le système de fichiers ext2, le super bloc est l'une des métadonnées du système de fichiers et est utilisé pour enregistrer les informations de base de l'ensemble du système de fichiers. Le superbloc est généralement situé au début du disque et est utilisé pour décrire l'état et la structure de l'ensemble du système de fichiers. Ce qui suit est un exemple simplifié de la structure du super bloc :

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
    // ...
};

Le super bloc contient des informations telles que le nombre total d'inodes, le nombre total de blocs, le nombre de blocs libres et le nombre d'inodes libres dans le système de fichiers. . En lisant le superbloc, vous pouvez obtenir les informations globales et l'état du système de fichiers.

2. Tableau de descripteur de groupe de blocs

Dans le système de fichiers ext2, le disque est divisé en plusieurs groupes de blocs (Block Group). Chaque groupe de blocs contient plusieurs blocs de données, inodes et tables de descripteurs de groupe de blocs. La table de descripteur de groupe de blocs stocke les informations de base de chaque groupe de blocs, telles que le numéro de bloc de départ de la table d'inodes, le numéro de bloc de départ du bitmap de bloc libre, etc. Voici un exemple simplifié de la structure de la table de descripteur de groupe de blocs :

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
    // ...
};

Grâce à la table de descripteur de groupe de blocs, l'emplacement de la structure de données clés dans chaque groupe de blocs peut être trouvé, ce qui facilite la gestion et le fonctionnement du système de fichiers.

3. Table Inode

Dans le système de fichiers ext2, chaque fichier et répertoire correspond à un nœud inode. Le nœud inode enregistre les informations d'attribut du fichier (telles que la taille du fichier, les autorisations, l'horodatage, etc.) et le fichier. Le pointeur vers le bloc de données. La table des inodes stocke des informations sur tous les nœuds inodes et contient également des bitmaps d'inodes gratuits pour gérer l'allocation et la libération des inodes. Ce qui suit est un exemple simplifié de structure d'inode :

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
    // ...
};

Grâce à la table d'inode, vous pouvez trouver le nœud d'inode du fichier, puis obtenir les informations d'attribut du fichier et le pointeur de bloc de données.

4. Blocs de données

Dans le système de fichiers ext2, les blocs de données sont utilisés pour stocker le contenu réel des données du fichier. Les blocs de données sont alloués aux fichiers et les données des fichiers sont dispersées et stockées dans différents blocs de données. Pour les petits fichiers, les données peuvent être stockées directement dans le pointeur de bloc de données du nœud inode ; pour les fichiers volumineux, les données seront stockées dans des blocs indirects, doubles indirects et triples indirects. Ce qui suit est un exemple simplifié de la structure des pointeurs de blocs de données :

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

Les blocs de données sont connectés via des pointeurs pour former la liste chaînée de stockage de données d'un fichier. Les blocs de données donnent accès au contenu réel des données du fichier.

Grâce à l'introduction ci-dessus de la disposition des disques du système de fichiers ext2, nous pouvons mieux comprendre la structure organisationnelle et la méthode de stockage des données du système de fichiers. Dans la programmation réelle, le système de fichiers peut être exploité et géré en lisant le super bloc, la table de descripteur de groupe de blocs, la table d'inodes et le bloc de données. J'espère que cet article pourra aider les lecteurs à mieux comprendre la disposition du disque du système de fichiers ext2 sous Linux.

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