文件系统Ext4详解

1. struct ext4_inode {  
2. __le16  i_mode;     /* File mode */  
3. __le16  i_uid;      /* Low 16 bits of Owner Uid */  
4. __le32  i_size_lo;  /* Size in bytes */  
5. __le32  i_atime;    /* Access time */  
6. __le32  i_ctime;    /* Inode Change time */  
7. __le32  i_mtime;    /* Modification time */  
8. __le32  i_dtime;    /* Deletion Time */  
9. __le16  i_gid;      /* Low 16 bits of Group Id */  
10. __le16  i_links_count;  /* Links count */  
11. __le32  i_blocks_lo;    /* Blocks count */  
12. __le32  i_flags;    /* File flags */  
13. union {  
14. struct {  
15. __le32  l_i_version;  
16. } linux1;  
17. struct {  
18. __u32  h_i_translator;  
19. } hurd1;  
20. struct {  
21. __u32  m_i_reserved1;  
22. } masix1;  
23. } osd1;             /* OS dependent 1 */  
24. __le32  i_block[EXT4_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */  
25. __le32  i_generation;   /* File version (for NFS) */  
26. __le32  i_file_acl_lo;  /* File ACL */  
27. __le32  i_size_high;  
28. __le32  i_obso_faddr;   /* Obsoleted fragment address */  
29. union {  
30. struct {  
31. __le16  l_i_blocks_high; /* were l_i_reserved1 */  
32. __le16  l_i_file_acl_high;  
33. __le16  l_i_uid_high;   /* these 2 fields */  
34. __le16  l_i_gid_high;   /* were reserved2[0] */  
35. __le16  l_i_checksum_lo;/* crc32c(uuid+inum+inode) LE */  
36. __le16  l_i_reserved;  
37. } linux2;  
38. struct {  
39. __le16  h_i_reserved1;  /* Obsoleted fragment number/size which are removed in ext4 */  
40. __u16   h_i_mode_high;  
41. __u16   h_i_uid_high;  
42. __u16   h_i_gid_high;  
43. __u32   h_i_author;  
44. } hurd2;  
45. struct {  
46. __le16  h_i_reserved1;  /* Obsoleted fragment number/size which are removed in ext4 */  
47. __le16  m_i_file_acl_high;  
48. __u32   m_i_reserved2[2];  
49. } masix2;  
50. } osd2;             /* OS dependent 2 */  
51. __le16  i_extra_isize;  
52. __le16  i_checksum_hi;  /* crc32c(uuid+inum+inode) BE */  
53. __le32  i_ctime_extra;  /* extra Change time      (nsec << 2 | epoch) */  
54. __le32  i_mtime_extra;  /* extra Modification time(nsec << 2 | epoch) */  
55. __le32  i_atime_extra;  /* extra Access time      (nsec << 2 | epoch) */  
56. __le32  i_crtime;       /* File Creation time */  
57. __le32  i_crtime_extra; /* extra FileCreationtime (nsec << 2 | epoch) */  
58. __le32  i_version_hi;   /* high 32 bits for 64-bit version */  
59. __le32  i_projid;   /* Project ID */  
60. }; 

1. #define EXT4_NDIR_BLOCKS 12  
2. #define EXT4_IND_BLOCK EXT4_NDIR_BLOCKS  
3. #define EXT4_DIND_BLOCK (EXT4_IND_BLOCK + 1)  
4. #define EXT4_TIND_BLOCK (EXT4_DIND_BLOCK + 1)  
5. #define EXT4_N_BLOCKS (EXT4_TIND_BLOCK + 1)  

1. /* 
2. * Each block (leaves and indexes), even inode-stored has header. 
3. */  
4. struct ext4_extent_header {  
5. __le16  eh_magic;   /* probably will support different formats */  
6. __le16  eh_entries; /* number of valid entries */  
7. __le16  eh_max;     /* capacity of store in entries */  
8. __le16  eh_depth;   /* has tree real underlying blocks? */  
9. __le32  eh_generation;  /* generation of the tree */  
10. };  

1. /* 
2. * This is the extent on-disk structure. 
3. * It’s used at the bottom of the tree. 
4. */  
5. struct ext4_extent {  
6. __le32  ee_block;   /* first logical block extent covers */  
7. __le16  ee_len;     /* number of blocks covered by extent */  
8. __le16  ee_start_hi;    /* high 16 bits of physical block */  
9. __le32  ee_start_lo;    /* low 32 bits of physical block */  
10. };  

1. /* 
2. * This is index on-disk structure. 
3. * It’s used at all the levels except the bottom. 
4. */  
5. struct ext4_extent_idx {  
6. __le32  ei_block;   /* index covers logical blocks from ‘block’ */  
7. __le32  ei_leaf_lo; /* pointer to the physical block of the next * 
8. * level. leaf or next index could be there */  
9. __le16  ei_leaf_hi; /* high 16 bits of physical block */  
10. __u16   ei_unused;  
11. };  

1. // 文件创建流程：  
2. open  
3. do_sys_open  
4. do_filp_open  
5. path_openat  
6. do_last  
7. lookup_open  
8. dir_inode->i_op->create  
10. // 最后调用inode操作的create函数，实际上就是ext4_create  
11. const struct inode_operations ext4_dir_inode_operations = {  
12. .create    = ext4_create,  
13. .lookup    = ext4_lookup,  
14. .link    = ext4_link,  
15. .unlink    = ext4_unlink,  
16. .symlink  = ext4_symlink,  
17. .mkdir    = ext4_mkdir,  
18. .rmdir    = ext4_rmdir,  
19. .mknod    = ext4_mknod,  
20. .tmpfile  = ext4_tmpfile,  
21. .rename    = ext4_rename2,  
22. .setattr  = ext4_setattr,  
23. .getattr  = ext4_getattr,  
24. .listxattr  = ext4_listxattr,  
25. .get_acl  = ext4_get_acl,  
26. .set_acl  = ext4_set_acl,  
27. .fiemap         = ext4_fiemap,  
28. };  

1. /* 
2. * Structure of a blocks group descriptor 
3. */  
4. struct ext4_group_desc  
5. {  
6. __le32  bg_block_bitmap_lo; /* Blocks bitmap block */  
7. __le32  bg_inode_bitmap_lo; /* Inodes bitmap block */  
8. __le32  bg_inode_table_lo;  /* Inodes table block */  
9. __le16  bg_free_blocks_count_lo;/* Free blocks count */  
10. __le16  bg_free_inodes_count_lo;/* Free inodes count */  
11. __le16  bg_used_dirs_count_lo;  /* Directories count */  
12. __le16  bg_flags;       /* EXT4_BG_flags (INODE_UNINIT, etc) */  
13. __le32  bg_exclude_bitmap_lo;   /* Exclude bitmap for snapshots */  
14. __le16  bg_block_bitmap_csum_lo;/* crc32c(s_uuid+grp_num+bbitmap) LE */  
15. __le16  bg_inode_bitmap_csum_lo;/* crc32c(s_uuid+grp_num+ibitmap) LE */  
16. __le16  bg_itable_unused_lo;    /* Unused inodes count */  
17. __le16  bg_checksum;        /* crc16(sb_uuid+group+desc) */  
18. __le32  bg_block_bitmap_hi; /* Blocks bitmap block MSB */  
19. __le32  bg_inode_bitmap_hi; /* Inodes bitmap block MSB */  
20. __le32  bg_inode_table_hi;  /* Inodes table block MSB */  
21. __le16  bg_free_blocks_count_hi;/* Free blocks count MSB */  
22. __le16  bg_free_inodes_count_hi;/* Free inodes count MSB */  
23. __le16  bg_used_dirs_count_hi;  /* Directories count MSB */  
24. __le16  bg_itable_unused_hi;    /* Unused inodes count MSB */  
25. __le32  bg_exclude_bitmap_hi;   /* Exclude bitmap block MSB */  
26. __le16  bg_block_bitmap_csum_hi;/* crc32c(s_uuid+grp_num+bbitmap) BE */  
27. __le16  bg_inode_bitmap_csum_hi;/* crc32c(s_uuid+grp_num+ibitmap) BE */  
28. __u32   bg_reserved;  
29. };  

1. /* 
2. * Structure of a directory entry 
3. */  
4. #define EXT4_NAME_LEN 255  
6. struct ext4_dir_entry {  
7. __le32  inode;          /* Inode number */  
8. __le16  rec_len;        /* Directory entry length */  
9. __le16  name_len;       /* Name length */  
10. char    name[EXT4_NAME_LEN];    /* File name */  
11. };  
13. /* 
14. * The new version of the directory entry.  Since EXT4 structures are 
15. * stored in intel byte order, and the name_len field could never be 
16. * bigger than 255 chars, it’s safe to reclaim the extra byte for the 
17. * file_type field. 
18. */  
19. struct ext4_dir_entry_2 {  
20. __le32  inode;          /* Inode number */  
21. __le16  rec_len;        /* Directory entry length */  
22. __u8    name_len;       /* Name length */  
23. __u8    file_type;  
24. char    name[EXT4_NAME_LEN];    /* File name */  
25. };  

1. struct dx_root  
2. {  
3. struct fake_dirent dot;  
4. char dot_name[4];  
5. struct fake_dirent dotdot;  
6. char dotdot_name[4];  
7. struct dx_root_info  
8. {  
9. __le32 reserved_zero;  
10. u8 hash_version;  
11. u8 info_length; /* 8 */  
12. u8 indirect_levels;  
13. u8 unused_flags;  
14. }  
15. info;  
16. struct dx_entry  entries[0];  
17. };  

1. struct dx_entry{   
2. __le32 hash;  
3. __le32 block;  
4. };  

dumpe2fs /dev/vdb | less