Linux下ext2文件系統的物理結構詳解
在Linux系統中，ext2是一種常用的文件系統類型，它是一種較為簡單而又高效的文件系統。在本文中，我們將深入探討ext2文件系統的物理結構，包括超級塊、組描述符、inode表、數據塊等，同時會提供具體的代碼示例來幫助讀者更好地理解。
1. 超級塊（Super Block）
超級塊是ext2文件系統中最重要的數據結構之一，它存儲著文件系統的整體信息，如inode總數、數據塊總數、每組的inode數量、數據塊數量等。以下是超級塊的結構示例：
struct ext2_super_block {
__le32 s_inodes_count; // inode總數
__le32 s_blocks_count; // 數據塊總數
__le32 s_inodes_per_group; // 每組的inode數量
__le32 s_blocks_per_group; // 每組的數據塊數量
// 其他字段省略
};
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2. 組描述符（Group Descriptor）
組描述符存儲著每個組（group）的元數據信息，包括inode位圖、數據塊位圖、inode表起始塊號、數據塊起始塊號等。以下是組描述符的結構示例：
struct ext2_group_desc {
__le32 bg_inode_bitmap; // inode位圖塊號
__le32 bg_block_bitmap; // 數據塊位圖塊號
__le32 bg_inode_table; // inode表的起始塊號
__le16 bg_free_blocks_count; // 空閑數據塊數量
__le16 bg_free_inodes_count; // 空閑inode數量
// 其他字段省略
};
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3. inode表（Inode Table）
inode表存儲著文件或目錄的元數據信息，如文件大小、權限、所有者、時間戳等。每個文件或目錄都對應一個inode表中的索引節點（inode）。以下是inode表中每個inode的結構示例：
struct ext2_inode {
__le16 i_mode; // 文件類型和權限
__le32 i_size; // 文件大小
__le32 i_blocks; // 數據塊數量
__le32 i_block[15]; // 數據塊號數組
// 其他字段省略
};
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4. 數據塊（Data Block）
數據塊是存儲實際文件內容的地方，ext2文件系統采用間接尋址的方式來管理數據塊。數據塊由若干個扇區組成，扇區是文件系統中最小的存儲單位。以下是數據塊的結構示例：
struct ext2_data_block {
char data[1024]; // 數據塊大小為1KB
};
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5. 代碼示例
下面是一個簡單的示例程序，用于讀取ext2文件系統中的超級塊信息：
#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); // 超級塊位于偏移1024字節處
read(fd, &sb, sizeof(sb));
printf("Inode總數：%u
", sb.s_inodes_count);
printf("數據塊總數：%u
", sb.s_blocks_count);
// 輸出其他超級塊信息
close(fd);
return 0;
}
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結語
本文對Linux下ext2文件系統的物理結構進行了詳細解析，包括超級塊、組描述符、inode表和數據塊等重要部分，并提供了相關代碼示例幫助讀者更加深入地了解ext2文件系統的內部實現。希望本文能夠對讀者有所幫助。
