Вопрос или проблема
GDT = Group Descriptor Table ; GD = Group Descriptor. Я пытаюсь выяснить, сколько байт нужно прочитать после суперблока, чтобы извлечь весь GDT, потому что это необходимо для программы, которую я делаю. Как мы знаем, каждый GD имеет размер 64B, и каждая группа блоков должна иметь GD, но из-за специальных флагов, таких как flex_bg или sparse_super или meta_bg, количество GD может быть меньше, чем должно быть. В этом случае как мне узнать длину GDT?
Почему бы не использовать библиотеку libext2fs, которая входит в состав e2fsprogs? Это на самом деле лучший способ доступа к файловым системам ext2/ext3/ext4, так как он поддерживается разработчиками, которые также поддерживают исходный код ядра ext4 Linux.
В ответ на ваш вопрос, исторически размер дескриптора одной группы блоков составляет 32 байта. Если установлен флаг INCOPAT_64BIT, то размер дескриптора одной группы блоков определяется полем s_desc_size в суперблоке ext4. На практике на сегодняшний день, в 2025 году, когда пишется этот текст, если установлен флаг 64BIT, s_desc_size будет равен 64. И сегодня, если s_desc_size меньше 32 байт, больше 64 байт или не является степенью двойки, файловая система будет считаться поврежденной. Но в будущем возможно расширение, которое увеличит размер дескриптора группы блоков. Это произойдет только тогда, когда будет определён и установлен новый несовместимый флаг, поэтому лучше всего использовать libext2fs. Если мы расширим формат файловой системы, новые версии libext2fs будут обновляться для поддержки новой функции файловой системы. Если вы выберете собственный путь, (а) вы, вероятно, допустите ошибки, и (б) у вас могут возникнуть проблемы с совместимостью в будущем.
Теперь размер дескриптора группы блоков основан на количестве групп блоков, умноженном на размер дескрипторов группы блоков, округленному до размера блока файловой системы. Количество групп блоков можно вычислить, разделив количество блоков в файловой системе (что можно найти в суперблоке) на количество блоков в группе блоков (что также можно найти в суперблоке) и округлив до следующего целого значения. Существуют различные ограничения на допустимые значения, поэтому следует использовать libext2fs.
Такие функции, как sparse_super и sparse_super2, не имеют отношения к размеру дескриптора группы блоков или таблицы дескрипторов группы блоков. Это связано с тем, какие группы блоков содержат резервные копии суперблока.
Ответ или решение
Вопрос о количестве и длине "Group Descriptor" (GD) в таблице дескрипторов групп (Group Descriptor Table, GDT) в файловой системе Ext4 является важным аспектом, если вы хотите извлечь всю таблицу GDT после суперблока для анализа или создания собственной программы. Постараемся рассмотреть этот вопрос сначала с теоретической точки зрения, затем проиллюстрируем примерами и, наконец, объясним, как применить полученные знания на практике.
Теория
Файловая система Ext4 основывается на концепции блочных групп, где каждая группа имеет связанную с ней таблицу дескрипторов групп, которая содержит метаданные об этой блочной группе. Каждый дескриптор группы стандартно занимал 32 байта в Ext2 и Ext3, но в Ext4 этот размер может быть увеличен.
При наличии флага INCOMPAT_64BIT размер дескриптора группы может быть задан полем s_desc_size в суперблоке, что разрешает использование размера в 64 байта. Однако, важно, чтобы этот размер был кратен степени двойки и находился в диапазоне 32–64 байта. Если значения за пределами этого диапазона или не кратны степени двойки, файловая система будет считаться поврежденной.
Общий размер GDT будет зависеть от количества блочных групп и размера каждого дескриптора. Количество блочных групп рассчитывается как общее количество блоков в файловой системе, деленное на количество блоков в одной блочной группе, с округлением вверх.
Пример
Представьте, что у вас файловая система с 1,000,000 блоками, и каждая блочная группа содержит 8,192 блока. Чтобы определить количество блочных групп, выполните следующее вычисление:
[ \text{Количество блочных групп} = \lceil \frac{1,000,000}{8,192} \rceil = \lceil 122.07 \rceil = 123. ]
Если s_desc_size в суперблоке указывает, что каждый дескриптор группы имеет размер 64 байта, и размер блока файловой системы составляет 4,096 байт, то общий размер GDT будет:
[ \text{Размер GDT} = 123 \, \text{групп} \times 64 \, \text{байт/группа} = 7,872 \, \text{байта}. ]
Этот размер округляется вверх до ближайшего размера файловой системы, например, до 8,192 байт (два блока по 4,096 байт).
Применение
Для практической реализации извлечения GDT рекомендуется использовать библиотеку libext2fs, входящую в состав e2fsprogs. Эта библиотека поддерживается разработчиками ядра Linux для Ext4 и автоматически справляется с любыми изменениями в будущем, поддерживая совместимость и обеспечивая доступ к новым функциям.
Использование libext2fs избавляет вас от необходимости вручную обрабатывать корректность и совместимость диcков. Библиотека автоматически выполняет глубокую проверку суперблока, рассчитывает количество блочных групп и управляeт с учётом всех актуальных и еventualующих флагов, таких как flex_bg, meta_bg и др., которые не влияют на размер самих дескрипторов, но могут менять расположение и дублирование суперблоков и GDT.
Подытоживая, вопрос о длине и количестве дескрипторов в GDT Ext4 требует внимательного подхода с учётом конфигурационных флагов и особенностей конкретной реализации файловой системы. Использование специальной библиотеки предлагает не только простоту интеграции и надежность, но и готовность к будущим изменениям в формате Ext4.
Воспользуйтесь libext2fs и освободите ваш проект от потенциальных ошибок и проблем с совместимостью, сконцентрировавшись на вашей главной задачи.