Linux ext4文件系统inode信息修改
引文（引用博客：https://blog.csdn.net/stringnewname/article/details/73740155）：Linux访问文件过程
1.当我们输入cat testfile时，cat命令接收到testfile参数，进而根据当前工作目录计算出这个文件的绝对路径为/home/niugen/testfile
2.解析这个路径，首先是/即根目录，根目录这个文件对应的inode号固定为2，所以可以直接找到根目录的inode
3.根据根目录的inode中存放的磁盘块号信息，可以知道数据存放在哪些磁盘块中，于是从这些磁盘块里读出数据
4.目录文件的数据，简单的看来就是一个表，有两列，一列是文件名，一列是对应的inode号。对于根目录，文件名就是常见的dev、usr、home等等，于是找到了home对应的inode号
5.于是读出了/home这个文件的inode，发现这也是一个目录文件，继续读出数据，找到niugen对应的inode号
6.于是读出了/home/niugen这个文件的inode，发现这还是一个目录文件，继续读出数据，找到testfile对应的inode号
7.于是读出了/home/niugen/testfile这个文件的inode，发现这是一个普通文件，可以使用cat命令，于是读出数据并打印在屏幕上
正文（参考博客：http://www.sohu.com/a/229842067_467784）：对ext4文件系统inode信息修改
1、查看分区各group信息，找到iNode table所在块位置
# ./dumpe2fs /dev/mmcblk0p19
由上可知，iNode table 起始位置为145块开始~152块。
2、查看iNode table表信息内容，可通过Linux的常用命令dd + hexdump来查看想要查看的block device任意位置的内容。
# dd if=/dev/mmcblk0p19 bs=4096 skip=145 | hexdump -C -n 4096
已知该文件系统的block size是 4KB, Inode size是256B，一个块可以容纳4KB/256B=16个inode。
一般情况下分区的节点inode 为2，因此根据转换公式：offset = (inode – 1) * 256B
offset = (2-1)*256 = 256 ，转换为16进制则offset = 0x100
3、如果需要查看根目录的内容，则根据以下结构找到其数据存放区域
/** Structure of an inode on the disk*/
struct ext4_inode {__le16 i_mode; /* File mode */__le16 i_uid; /* Low 16 bits of Owner Uid */__le32 i_size_lo; /* Size in bytes */__le32 i_atime; /* Access time */__le32 i_ctime; /* Inode Change 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_lo; /* Blocks count */__le32 i_flags; /* File flags */union {struct {__le32 l_i_version;} linux1;struct {__u32 h_i_translator;} hurd1;struct {__u32 m_i_reserved1;} masix1;} osd1; /* OS dependent 1 */__le32 i_block[EXT4_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */__le32 i_generation; /* File version (for NFS) */__le32 i_file_acl_lo; /* File ACL */__le32 i_size_high;__le32 i_obso_faddr; /* Obsoleted fragment address */union {struct {__le16 l_i_blocks_high; /* were l_i_reserved1 */__le16 l_i_file_acl_high;__le16 l_i_uid_high; /* these 2 fields */__le16 l_i_gid_high; /* were reserved2[0] */__le16 l_i_checksum_lo;/* crc32c(uuid+inum+inode) LE */__le16 l_i_reserved;} linux2;struct {__le16 h_i_reserved1; /* Obsoleted fragment number/size which are removed in ext4 */__u16 h_i_mode_high;__u16 h_i_uid_high;__u16 h_i_gid_high;__u32 h_i_author;} hurd2;struct {__le16 h_i_reserved1; /* Obsoleted fragment number/size which are removed in ext4 */__le16 m_i_file_acl_high;__u32 m_i_reserved2[2];} masix2;} osd2; /* OS dependent 2 */__le16 i_extra_isize;__le16 i_checksum_hi; /* crc32c(uuid+inum+inode) BE */__le32 i_ctime_extra; /* extra Change time (nsec << 2 | epoch) */__le32 i_mtime_extra; /* extra Modification time(nsec << 2 | epoch) */__le32 i_atime_extra; /* extra Access time (nsec << 2 | epoch) */__le32 i_crtime; /* File Creation time */__le32 i_crtime_extra; /* extra FileCreationtime (nsec << 2 | epoch) */__le32 i_version_hi; /* high 32 bits for 64-bit version */
};
上述结构中，i_block的大小为15个int_32（即EXT4_N_BLOCKS=15 ）。
（1）前6个int_32为extent头和extent的基本信息；
（2）后24个int_32可以保存4个extent节点，每个extent节点为6 int_32大小 ；
extent以树的形式组织，叶节点和非页节点的大小均6 int_32；
叶节点即直接保存了文件逻辑块号、起始磁盘块号、块数；
非叶节点同样具有文件逻辑块号，后面内容指向了一个磁盘块号，有两个字节未使用。
/** Each block (leaves and indexes), even inode-stored has header.*/
struct ext4_extent_header {__le16 eh_magic; /* probably will support different formats */__le16 eh_entries; /* number of valid entries */__le16 eh_max; /* capacity of store in entries */__le16 eh_depth; /* has tree real underlying blocks? */__le32 eh_generation; /* generation of the tree */
};
/** This is the extent on-disk structure.* It's used at the bottom of the tree.*/
struct ext4_extent {__le32 ee_block; /* first logical block extent covers */__le16 ee_len; /* number of blocks covered by extent */__le16 ee_start_hi; /* high 16 bits of physical block */ //物理块地址高位__le32 ee_start_lo; /* low 32 bits of physical block */ //物理块地址低位
};
/** This is index on-disk structure.* It's used at all the levels except the bottom.*/
struct ext4_extent_idx {__le32 ei_block; /* index covers logical blocks from 'block' */__le32 ei_leaf_lo; /* pointer to the physical block of the next ** level. leaf or next index could be there */__le16 ei_leaf_hi; /* high 16 bits of physical block */__u16 ei_unused;
};
根据上结构找到，存放内容的块位置，由于ext4用了48位地址，因此其用6个字节存放块地址，再将其转为10进制à0x0000 000000d1 = 209
查看分区根目录存放的内容：
# dd if=/dev/mmcblk0p19 bs=4096 skip=209 | hexdump -C -n 4096
由上图可见其目录下存放的内容，上述存放是根据以下结构体存放。
#define EXT4_NAME_LEN 255struct ext4_dir_entry_2 {__le32 inode;/*索引节点号*/__le16 rec_len;/*目录项长度*/__u8 name_len;/*文件名长度*/__u8 file_type;/*文件类型*/char name[EXT4_NAME_LEN];/*文件名*/
};
4、进一步查找advert目录，根据以上信息结构进行以下步骤：
（1）获取advert的inode，其inode = 0x0000000c =12（10进制）
（2）根据公式offset = (inode – 1) * 256B换算出，计算出其inode信息在分区inode表中的位置：Offset = (12-*1)*256 = 2816=0xB00（16进制）
（3）打印分区inode tableneir
# dd if=/dev/mmcblk0p19 bs=4096 skip=145 | hexdump -C -n 4096
（4）再根据其内容地址并打印出其内容
Addr = 0xd7 =215
# dd if=/dev/mmcblk0p19 bs=4096 skip=215 | hexdump -C -n 4096
由上图所示，advert目录下的内容为两个文件夹，再通过ls命令查看advert目录，里面有tmp和8e42c7fd4e3974cfa799455f4c0e26cf目录。
5、在uboot修改分区文件节点内容
（1）计算物理地址，根据命令：dd if=/dev/mmcblk0p19 bs=4096 skip=145 | hexdump -C -n 40960 的信息得到偏移offset，使用公式：145*4096 + offset 计算。如： 145*4096 + e00 = 91E00
（2）选中mmc
# mmc dev 2（3）查看分区表，获取要操作的分区的起始扇区sector
# mmc part
（4）读取flash内容到内存
# mmc read 0x50000000 0x794000 0x80000（5）打印对应于内容
# md 0x50091E00 0x100
（6）修改inode的校验信息
# mw 0x50091e7c 0x00000000再次打印检查内容：
# md 0x50091E00 0x100
（7）将修改写回flash
# mmc write 0x50000000 0x794000 0x80000
（8）重启系统
# reset（9）进入该分区对应文件目录
# cd /usr/VDS-880/data_1/advert/tmp
# ls
由上图可知，出现了错误：
ls: ./hl: Input/output error；
EXT4-fs error (device mmcblk0p19): ext4_iget:4193: inode #15: comm ls: checksum invalid，
原因是我们更改了该文件inode节点信息，导致其inode校验失败内核返回return –EIO。
我们可以使用下面命令获取分区错误信息：
# dmesg | grep err
6、修复ls: ./hl: Input/output error错误
一般出现ls: ./hl: Input/output error错误有1、分区表错误；2、磁盘硬件损坏两种可能。对于第一种可能，我们可以通过工具进行修复，对于第二种可能，则只能更换硬件了，下面将针对第一种可能进行修复。
（1）解挂分区
# umount /usr/VDS-880/data_1/（2）使用fsck.ext4工具对分区进行修复（对于fsck.ext4 工具源码的获取，请参考：https://blog.csdn.net/Chasing_Chasing/article/details/82215531）
# ./fsck.ext4 /dev/mmcblk0p19[root@VDS-880-C1F data_0]# ./fsck.ext4 /dev/mmcblk0p19
e2fsck 1.44.1 (24-Mar-2018)
ext2fs_check_if_mount: Can't check if filesystem is mounted due to missing mtab file while determining whether /dev/mmcblk0p19 is mounted.
Superblock last mount time is in the future.(by less than a day, probably due to the hardware clock being incorrectly set)
/dev/mmcblk0p19 contains a file system with errors, check forced.
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Inode 15 passes checks, but checksum does not match inode. Fix<y>? yes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/mmcblk0p19: ***** FILE SYSTEM WAS MODIFIED *****
/dev/mmcblk0p19: 19/1024 files (0.0% non-contiguous), 8981/262144 blocks（3）挂载修复后的分区
# mount /dev/mmcblk0p19 /usr/VDS-880/data_1/
参考博客：
http://www.sohu.com/a/229842067_467784
http://www.cnblogs.com/mikeguan/p/7647222.html
https://blog.csdn.net/stringnewname/article/details/73740155
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