文件系统dumpe2fs命令

Posted 2020-11-22 xingmuxin

dumpe2fs - dump ext2/ext3/ext4 filesystem information
dumpe2fs prints the super block and blocks group information for the filesystem present on device.
some information you can refer to https://linux.die.net/man/8/dumpe2fs

-b print the blocks which are reserved as bad in the filesystem.
-h only display the superblock information and not any of the block group descriptor detail information.
-x print the detailed group information block numbers in hexadecimal format
-V print the version number of dumpe2fs and exit.

dumpe2fs这个命令可以查询文件系统的super block以及blocks group 信息。这些信息里包含block group的概念，block bitmap, Inode bitmap, Inode table, Free blocks等概念。如下这个连接里有很详细的解释，https://www.kancloud.cn/wizardforcel/vbird-linux-basic-4e/152250

摘录如下：

    较新的操作系统的文件数据除了文件实际内容外， 通常含有非常多的属性，例如 Linux 操作系统的文件权限（rwx）与文件属性（拥有者、群组、时间参数等）。 文件系统通常会将这两部份的数据分别存放在不同的区块，权限与属性放置到 inode 中，至于实际数据则放置到 data block 区块中。 另外，还有一个超级区块 （superblock） 会记录整个文件系统的整体信息，包括 inode 与 block 的总量、使用量、剩余量等。每个 inode 与 block 都有编号，至于这三个数据的意义可以简略说明如下：

superblock：记录此 filesystem 的整体信息，包括inode/block的总量、使用量、剩余量， 以及文件系统的格式与相关信息等；
inode：记录文件的属性，一个文件占用一个inode，同时记录此文件的数据所在的 block 号码；
block：实际记录文件的内容，若文件太大时，会占用多个 block 。

    由于每个 inode 与 block 都有编号，而每个文件都会占用一个 inode ，inode 内则有文件数据放置的 block 号码。 因此，我们可以知道的是，如果能够找到文件的 inode 的话，那么自然就会知道这个文件所放置数据的 block 号码， 当然也就能够读出该文件的实际数据了。

Block Group

    而如同前一小节所说的，inode 的内容在记录文件的权限与相关属性，至于 block 区块则是在记录文件的实际内容。 而且文件系统一开始就将 inode 与 block 规划好了，除非重新格式化（或者利用 resize2fs 等指令变更文件系统大小），否则 inode 与 block 固定后就不再变动。但是如果仔细考虑一下，如果我的文件系统高达数百GB时， 那么将所有的 inode 与 block 通通放置在一起将是很不智的决定，因为 inode 与 block 的数量太庞大，不容易管理。

    为此之故，因此 Ext2 文件系统在格式化的时候基本上是区分为多个区块群组 （block group） 的，每个区块群组都有独立的 inode/block/superblock 系统。感觉上就好像我们在当兵时，一个营里面有分成数个连，每个连有自己的联络系统， 但最终都向营部回报连上最正确的信息一般！这样分成一群群的比较好管理啦！整个来说，Ext2 格式化后有点像下面这样：

    data block 是用来放置文件内容数据地方

1.原则上，block 的大小与数量在格式化完就不能够再改变了（除非重新格式化）；
2.每个 block 内最多只能够放置一个文件的数据；
3.承上，如果文件大于 block 的大小，则一个文件会占用多个 block 数量；
4.承上，若文件小于 block ，则该 block 的剩余容量就不能够再被使用了（磁盘空间会浪费）。

    inode table （inode 表格）
再来讨论一下 inode 这个玩意儿吧！如前所述 inode 的内容在记录文件的属性以及该文件实际数据是放置在哪几号 block 内！ 基本上，inode 记录的文件数据至少有下面这些：

该文件的存取模式（read/write/excute）；
该文件的拥有者与群组（owner/group）；
该文件的容量；
该文件创建或状态改变的时间（ctime）；
最近一次的读取时间（atime）；
最近修改的时间（mtime）；
定义文件特性的旗标（flag），如 SetUID...；
该文件真正内容的指向 （pointer）；

inode 的数量与大小也是在格式化时就已经固定了，除此之外 inode 还有些什么特色呢？

每个 inode 大小均固定为 128 Bytes （新的 ext4 与 xfs 可设置到 256 Bytes）；
每个文件都仅会占用一个 inode 而已；
承上，因此文件系统能够创建的文件数量与 inode 的数量有关；
系统读取文件时需要先找到 inode，并分析 inode 所记录的权限与使用者是否符合，若符合才能够开始实际读取 block 的内容。

    Superblock （超级区块）

Superblock 是记录整个 filesystem 相关信息的地方， 没有 Superblock ，就没有这个 filesystem 了。他记录的信息主要有：

block 与 inode 的总量；
未使用与已使用的 inode / block 数量；
block 与 inode 的大小 （block 为 1, 2, 4K，inode 为 128Bytes 或 256Bytes）；
filesystem 的挂载时间、最近一次写入数据的时间、最近一次检验磁盘 （fsck） 的时间等文件系统的相关信息；
一个 valid bit 数值，若此文件系统已被挂载，则 valid bit 为 0 ，若未被挂载，则 valid bit 为 1 。

    block bitmap （区块对照表）

    如果你想要新增文件时总会用到 block 吧！那你要使用哪个 block 来记录呢？当然是选择“空的 block ”来记录新文件的数据啰。 那你怎么知道哪个 block 是空的？这就得要通过 block bitmap 的辅助了。从 block bitmap 当中可以知道哪些 block 是空的，因此我们的系统就能够很快速的找到可使用的空间来处置文件啰。

同样的，如果你删除某些文件时，那么那些文件原本占用的 block 号码就得要释放出来， 此时在 block bitmap 当中相对应到该 block 号码的标志就得要修改成为“未使用中”啰！这就是 bitmap 的功能。

    inode bitmap （inode 对照表）

    这个其实与 block bitmap 是类似的功能，只是 block bitmap 记录的是使用与未使用的 block 号码， 至于 inode bitmap 则是记录使用与未使用的 inode 号码啰。