ext2文件系统学习

Posted 2020-09-23 sduzh

源码分析网上太多了，不写了，记录简单的实践步骤：

1. 创建ext2文件镜像并映射

cd /tmp

dd if=/dev/zero of=ext2-1M.img bs=1024 count=1024

mkfs.ext2 ext2-1M.img

mkdir ext2

sudo mount -o loop ext2-1M.img ext2

2. 在ext2文件系统内创建一个普通文件，方便测试

cd ext2
touch test
echo "test content" > test

3. 用vim打开ext2-1M.img，十六进制查看(:%!xxd)

4. 查看block大小，定位各个磁盘数据结构的位置

所以超级快的地址为1 * 1024 = 0x400，可以对照着数据结构ext2_super_block来分析文件内容，通过/sbin/dumpe2fs  /dev/loop0来验证分析是否正确。

第一个组描述符在第二个block: 0x800，类似的可以对照着数据结构ext2_group_desc来分析文件内容，通过/sbin/dumpe2fs来验证结果。

找到了组描述符便可以找到数据快位图(bg_block_bitmap)、索引节点位图(bg_inode_bitmap)、索引节点表(bg_inode_table)等结构的位置。

5. 通过文件索引节点标号找到文件内容

查看测试文件的索引节点编号：

每个group里的索引节点个数为ext2_super_block.s_inodes_per_block，在结构体ext2_super_block中的偏移量40，也就是为0x28，因此在文件中的地址为0x428:

0x428处的值为0x00000080，也就是128，因此节点编号12（编号从1开始）所在的group为(12 -1 ) / 128 = 0，也就是第一个group；在inode table中的下标为(12 -1) % 128 = 11。

inode table的地址在ext2_group_desc.bg_inode_table，文件中地址为0x808，值为0x0008，也就是inode table起始于第八个blcok，地址为1024*8=0x2000。

每个inode大小为128字节，因此inode table index为11的inode地址为11 * 128 + 0x2000 = 0x002580:

该地址对应结构体ext2_inode：

struct ext2_inode {
    __le16    i_mode;        /* File mode */
    __le16    i_uid;        /* Low 16 bits of Owner Uid */
    __le32    i_size;        /* Size in bytes */
    __le32    i_atime;    /* Access time */
    __le32    i_ctime;    /* Creation time */
    __le32    i_mtime;    /* Modification time */
    __le32    i_dtime;    /* Deletion Time */
    __le16    i_gid;        /* Low 16 bits of Group Id */
    __le16    i_links_count;    /* Links count */
    __le32    i_blocks;    /* Blocks count */
    __le32    i_flags;    /* File flags */
    union {
        struct {
            __le32  l_i_reserved1;
        } linux1;
        struct {
            __le32  h_i_translator;
        } hurd1;
        struct {
            __le32  m_i_reserved1;
        } masix1;
    } osd1;                /* OS dependent 1 */
    __le32    i_block[EXT2_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */
    __le32    i_generation;    /* File version (for NFS) */
    __le32    i_file_acl;    /* File ACL */
    __le32    i_dir_acl;    /* Directory ACL */
    __le32    i_faddr;    /* Fragment address */
    union {
        struct {
            __u8    l_i_frag;    /* Fragment number */
            __u8    l_i_fsize;    /* Fragment size */
            __u16    i_pad1;
            __le16    l_i_uid_high;    /* these 2 fields    */
            __le16    l_i_gid_high;    /* were reserved2[0] */
            __u32    l_i_reserved2;
        } linux2;
        struct {
            __u8    h_i_frag;    /* Fragment number */
            __u8    h_i_fsize;    /* Fragment size */
            __le16    h_i_mode_high;
            __le16    h_i_uid_high;
            __le16    h_i_gid_high;
            __le32    h_i_author;
        } hurd2;
        struct {
            __u8    m_i_frag;    /* Fragment number */
            __u8    m_i_fsize;    /* Fragment size */
            __u16    m_pad1;
            __u32    m_i_reserved2[2];
        } masix2;
    } osd2;                /* OS dependent 2 */
};

i_size为0x0d，i_block偏移量为0x28，文件中地址为0x0025a8，i_block[0]的值为0x0026:

也就是说文件第一个block内容位于第0x26，也就是第38个block，地址为38*1024=0x9800，跳转过去便可以发现文件内容：test content

 

六：参考

1. 《深入理解Linux内核》
2. http://bbs.chinaunix.net/thread-2329690-1-1.html
3. http://elixir.free-electrons.com/linux/v3.6/source