Terokai mekanisme storan cakera dalam sistem fail ext2 Linux

Dalam bidang sains komputer, sistem fail ialah mekanisme yang digunakan oleh sistem pengendalian untuk mengurus dan menyusun fail pada peranti storan. Antaranya, sistem fail ext2 adalah sistem fail terawal yang digunakan dalam sistem pengendalian Linux Ia menggunakan mekanisme storan berasaskan cakera untuk mengurus data fail dan metadata Ia adalah salah satu sistem fail yang lebih klasik. Artikel ini akan meneroka secara mendalam mekanisme storan cakera dalam sistem fail ext2 Linux, termasuk konsep utama seperti partition cakera, deskriptor kumpulan, nod indeks dan blok data, serta menyediakan contoh kod yang sepadan untuk analisis.

1. Pembahagian Cakera

Dalam sistem Linux, cakera biasanya dibahagikan kepada berbilang partition untuk menyimpan jenis data yang berbeza. Apabila menggunakan sistem fail ext2, cakera diuruskan dalam unit blok. Saiz setiap blok mungkin berbeza pada sistem yang berbeza, tetapi biasanya 4KB. Blok pada cakera boleh diperuntukkan kepada fail atau direktori yang berbeza untuk penyimpanan data mengikut keperluan.

2. Deskriptor kumpulan

Dalam sistem fail ext2, setiap partition dibahagikan kepada beberapa kumpulan (kumpulan blok), dan setiap kumpulan mengandungi bilangan blok tertentu. Setiap kumpulan mempunyai deskriptor kumpulan yang sepadan, yang digunakan untuk menerangkan beberapa maklumat asas kumpulan, seperti bilangan blok percuma dalam kumpulan, bilangan nod indeks, dsb. Deskriptor kumpulan biasanya disimpan pada cakera, dan maklumat berkaitan kumpulan boleh diperoleh dengan membaca deskriptor kumpulan.

Berikut ialah contoh kod C mudah untuk membaca deskriptor kumpulan dalam sistem fail 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 Nod Indeks

Nod indeks (inod) dalam sistem fail ext2 digunakan untuk menyimpan metadata fail , termasuk kebenaran fail, pemilik, saiz, masa capaian, masa pengubahsuaian dan maklumat lain. Setiap fail mempunyai nod indeks yang sepadan dalam sistem fail ext2, dan blok data sebenar fail boleh didapati melalui nod indeks.

Berikut ialah contoh kod C mudah untuk membaca maklumat inode fail:

#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 Blok data

Blok data ialah unit yang digunakan untuk menyimpan data sebenar fail dalam sistem fail ext2. Setiap fail akan terdiri daripada satu atau lebih blok data ini diedarkan di lokasi yang berbeza pada cakera ini boleh didapati melalui penunjuk blok data dalam nod indeks.

Berikut ialah contoh kod C mudah untuk membaca maklumat blok data fail:

#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;
}

Melalui contoh kod di atas, kami mempunyai pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme storan cakera dalam sistem fail ext2 Linux. Pembahagian cakera, deskriptor kumpulan, nod indeks dan blok data adalah elemen utama dalam membina sistem fail ext2 Mereka bekerjasama untuk mencapai pengurusan dan organisasi data fail dan metadata yang cekap. Bagi pembangun yang ingin mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang sistem fail Linux, menguasai konsep teras ini adalah penting.

Atas ialah kandungan terperinci Terokai mekanisme storan cakera dalam sistem fail ext2 Linux. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!