Ext4文件系统解析（三）

1、前言

前文已经讲述了如何根据索引号获取实际的文件内容。对于文件而言，到了这里已经结束了。
但是对于文件夹来说，我们还需要从数据块中解析出对应的数据。
而在文件系统的实现中，文件夹的实际存储方式有着两种不同的实现，经典的线性布局方式和全新的Hash树布局。

2、经典线性布局

线性布局，顾名思义，文件夹的所有子项目以线性方式存储在数据块中。项目的存储结构如下：

#define EXT2_NAME_LEN 255
typedef struct {
  ub32 inode;   /* Inode number */
  ub16 rec_len; /* Directory entry length */
  union {
    struct {
      ub8 name_len; /* Name length */
      ub8 file_type;
    };
    ub16 name_len_v2; /* Name length */
  };
  b8 name[EXT2_NAME_LEN]; /* File name */
} app_ext4_dir_entry;

在内联文件夹中，通常使用线性布局的方式管理。

3、Hash树布局

Hash树布局是为了提升经典线性布局的性能而诞生的一种解决方案。即在原有的线性布局基础上加上Hash树，从而提升文件系统遍历的性能。
因此Hash树布局在实现上与经典线性布局完全兼容，也就是说，同样可以使用线性布局的方式遍历Hash树管理的文件系统。
Hash树的根节点中，前24个字节用于存储当前目录和父目录的app_ext4_dir_entry结构，紧接其后的就是app_ext4_dx_header、app_ext4_dx_info、app_ext4_dx_entry结构。其中app_ext4_dir_entry.indirect_levels代表Hash树的深度。
在其余节点中，前8个字节用于存储空的的app_ext4_dir_entry结构，然后是app_ext4_dx_info、app_ext4_dx_entry结构。
而最后的叶子节点，就是原本的经典线性布局。

typedef struct {
  ub32 reserved_zero;
  ub8 hash_version; /* 0 now, 1 at release */
  ub8 info_length;  /* 8 */
  ub8 indirect_levels;
  ub8 unused_flags;
} app_ext4_dx_header;

typedef struct {
  ub16 limit;  // maximum number of dx_entries that can follow this header
  ub16 count;  // actual number of dx_entries that can follow this header
  ub32 block;  // The block number that goes with the lowest hash value of
               // this block
} app_ext4_dx_info;

typedef struct {
  ub32 hash;
  ub32 block;
} app_ext4_dx_entry;

bool ReadIndex(const void *entry_data, b32 depth, b32 cur_depth,
                           CIndexList *dirlist) {
  scope::ScopedPtr<b8> dir_entry_data;
  app_ext4_dx_info *dx_info = NULL;
  if (depth) {
    app_ext4_dir_entry *dir_entry = (app_ext4_dir_entry *)entry_data;
    if (dir_entry->inode || dir_entry->name_len) return false;

    dx_info = (app_ext4_dx_info *)((b8 *)dir_entry + 8);
    ++cur_depth;
  } else {
    app_ext4_dx_header *dx_header = (app_ext4_dx_header *)entry_data;
    depth = dx_header->indirect_levels;
    dx_info = (app_ext4_dx_info *)((b8 *)dx_header + dx_header->info_length);
    cur_depth = 0;
  }

  dir_entry_data = new b8[ext_volume_->block_size_];
  app_ext4_dx_entry *dx_entry =
      (app_ext4_dx_entry *)((b8 *)dx_info + sizeof(app_ext4_dx_info));
  for (int i = 0; i < dx_info->count; i++) {
    if (i) {
      if (lseek64(ext_volume_->fd_,
                  block_list_[dx_entry->block] * (b64)ext_volume_->block_size_,
                  SEEK_SET) < 0)
        return false;
    } else {
      if (lseek64(ext_volume_->fd_,
                  block_list_[dx_info->block] * (b64)ext_volume_->block_size_,
                  SEEK_SET) < 0)
        return false;
    }

    if (ext_volume_->block_size_ !=
        read(ext_volume_->fd_, dir_entry_data, ext_volume_->block_size_))
      return false;

    if (depth == cur_depth) {
      if (!ReadLinear(dir_entry_data, dirlist)) return false;
    } else {
      if (!ReadIndex(dir_entry_data, depth, cur_depth, dirlist)) return false;
    }

    if (i)
      dx_entry =
          (app_ext4_dx_entry *)((b8 *)dx_entry + sizeof(app_ext4_dx_entry));
  }

  return true;
}


if (inode_info_->i_flags & EXT4_INDEX_FL) {
  if (!ReadIndex((b8 *)dir_entry_data + 24, 0, 0, dirlist)) return false;

  break;
}