Ext3文件系统的i-节点位图分析

i-节点位图介绍

Ext3文件系统用i-节点描述文件的元数据，i-节点的分配情况由该i-节点所在块组的i-节点位图描述，i-节点位图有以下特点：

①每个块组中都有一个i-节点位图，i-节点位图的地址在该块组的描述符中给出。

②i-节点位图起始于该块组的块位图块后的下一个块。

③系统分配了一个块来存放i-节点位图，但实际上i-节点位图用不完这个块，因为一个块组内i-节点的实际数量总是小于这一个块能描述的i-节点数量。

④i-节点位图的实际大小可以通过每组i-节点数除以8计算得到。

⑤i-节点位图用于描述本块组所管理的i-节点的分配状态，i-节点位图中的每一位映射本块组中的一个i-节点。如果i-节点位图中相应的位被置1，代表该i-节点已经使用；否则表示未用。

⑥因为i-节点位图中的每一位映射本块组中的一个i-节点，所以每个字节映射8个i-节点，这8个i-节点中的第一个i-节点对应字节中的最低位。例如，i-节点位图中有一个字节为FEH，换算为二进制等于11111110，这个值的最低位是0，就说明其映射的8个i-节点中，第一个i-节点是空闲的，其他7个i-节点已经使用。

⑦i-节点从1开始编号，即第一个i-节点是1号i-节点而不是0号i-节点，所以i-节点位图的第一个位映射1号i-节点。

i-节点位图实例分析

在图7-33的块组描述符例子中，1号块组描述符描述了1号块组的i-节点位图起始于32 771号块，我们就以这个i-节点位图为例进行分析。

用WinHex跳转到32 771号块，其内容如图7-38所示。

图7-38　1号块组的i-节点位图

图7-38中大部分数据都是“FF”，表示它们所映射的i-节点是被分配的。在偏移量311AH处画圈的值为“03H”，换算为二进制等于“00000011”，那么这8个位映射哪8个i-节点呢？下面我们来做换算。

第1步　计算“03H”在该i-节点位图中的相对偏移量。

这需要用其当前的偏移量减去i-节点位图的起始偏移量，即311AH−3000H＝11AH，换算成十进制等于282。

第2步　计算“03H”在该块组中映射的8个i-节点号。

因为“03H”在i-节点位图中的相对偏移量为282，所以它在该块组中映射的第一个i-节点号为282×8＋1＝2257，所以这8个映射i-节点为2257到2264号i-节点。

第3步　计算“03H”在该文件系统中映射的8个i-节点号。

上一步计算出的2257～2264这8个i-节点是“03H”这个值在1号块组中映射的相对i-节点号，并不是整个文件系统的绝对i-节点号，如果要把块组中的相对i-节点号换算为文件系统的绝对i-节点号，换算公式为：

文件系统的绝对i-节点号＝块组中的相对i-节点号＋该块组第一个i-节点的i-节点号

i-节点从1开始编号。

从超级块中可知每块组包含16 320个i-节点，所以1号块组第一个i-节点的i-节点号是16 321，那么1号块组中的相对i-节点号2257～2264换算为文件系统的绝对i-节点号，应该等于（2257＋16321）～（2264＋16321），即18 578～18 585号i-节点。

现在我们知道了1号块组中i-节点位图值“03H”映射的是文件系统中18 578～18 585号i-节点，“03H”的二进制为“00000111”，说明18 578～18 580号i-节点已经使用，而18 581～18 585号i-节点没有使用。