Linux下ext2檔案系統的物理結構詳解

Linux下ext2檔案系統的物理結構詳解

在Linux系統中，ext2是常用的檔案系統類型，它是一種較為簡單而又有效率的檔案系統。在本文中，我們將深入探討ext2檔案系統的實體結構，包括超級區塊、群組描述符、inode表格、資料區塊等，同時會提供具體的程式碼範例來幫助讀者更好地理解。

1. 超級區塊（Super Block）

超級區塊是ext2檔案系統中最重要的資料結構之一，它儲存著檔案系統的整體訊息，如inode總數、資料塊總數、每組的inode數量、資料塊數量等。以下是超級區塊的結構範例：

struct ext2_super_block {
    __le32 s_inodes_count; // inode总数
    __le32 s_blocks_count; // 数据块总数
    __le32 s_inodes_per_group; // 每组的inode数量
    __le32 s_blocks_per_group; // 每组的数据块数量
    // 其他字段省略
};

2. 群組描述符（Group Descriptor）

群組描述子儲存著每個群組（group）的元數據訊息，包括inode位圖、資料區塊位圖、inode表起始區塊號、資料區塊起始區塊號等。以下是群組描述符的結構範例：

struct ext2_group_desc {
    __le32 bg_inode_bitmap; // inode位图块号
    __le32 bg_block_bitmap; // 数据块位图块号
    __le32 bg_inode_table; // inode表的起始块号
    __le16 bg_free_blocks_count; // 空闲数据块数量
    __le16 bg_free_inodes_count; // 空闲inode数量
    // 其他字段省略
};

3. inode表（Inode Table）

inode表儲存著檔案或目錄的元資料訊息，如文件大小、權限、所有者、時間戳記等。每個檔案或目錄都對應一個inode表中的索引節點（inode）。以下是inode表中每個inode的結構範例：

struct ext2_inode {
    __le16 i_mode; // 文件类型和权限
    __le32 i_size; // 文件大小
    __le32 i_blocks; // 数据块数量
    __le32 i_block[15]; // 数据块号数组
    // 其他字段省略
};

4. 資料塊（Data Block）

資料塊是儲存實際文件內容的地方，ext2檔案系統採用間接定址的方式來管理資料區塊。資料塊由若干個磁區組成，磁區是檔案系統中最小的儲存單位。以下是資料區塊的結構範例：

struct ext2_data_block {
    char data[1024]; // 数据块大小为1KB
};

5. 程式碼範例

下面是一個簡單的範例程序，用於讀取ext2檔案系統中的超級區塊資訊：

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

int main() {
    int fd = open("/dev/sda1", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    struct ext2_super_block sb;
    lseek(fd, 1024, SEEK_SET); // 超级块位于偏移1024字节处
    read(fd, &sb, sizeof(sb));

    printf("Inode总数：%u
", sb.s_inodes_count);
    printf("数据块总数：%u
", sb.s_blocks_count);
    // 输出其他超级块信息

    close(fd);
    return 0;
}

結語

本文對Linux下ext2檔案系統的物理結構進行了詳細解析，包括超級區塊、群組描述符、inode表和資料區塊等重要部分，並提供了相關程式碼範例幫助讀者更深入了解ext2檔案系統的內部實作。希望本文能對讀者有幫助。

以上是Linux下ext2檔案系統的物理結構詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！