dentry與inode有什麼聯絡和區別
2012-12-06 16:45:54
分類： linux
我們在程序中要怎樣去描述乙個檔案呢？我們用目錄項(dentry)和索引節點(inode)。它們的定義如下:
struct dentry ;
struct inode ;
所謂"檔案", 就是按一定的形式儲存在介質上的資訊，所以乙個檔案其實包含了兩方面的資訊，一是儲存的資料本身，二是有關該檔案的組織和管理的資訊。在記憶體中, 每個檔案都有乙個dentry(目錄項)和inode(索引節點)結構，dentry記錄著檔名，上級目錄等資訊，正是它形成了我們所看到的樹狀結構；而有關該檔案的組織和管理的資訊主要存放inode裡面，它記錄著檔案在儲存介質上的位置與分布。同時dentry->d_inode指向相應的inode結構。dentry與inode是多對一的關係，因為有可能乙個檔案有好幾個檔名(硬鏈結, hard link, 可以參考這個網頁
所有的dentry用d_parent和d_child連線起來，就形成了我們熟悉的樹狀結構。
inode代表的是物理意義上的檔案，通過inode可以得到乙個陣列，這個陣列記錄了檔案內容的位置，如該檔案位於硬碟的第3，8，10塊，那麼這個陣列的內容就是3,8,10。其索引節點號inode->i_ino，在同乙個檔案系統中是唯一的，核心只要根據i_ino，就可以計算出它對應的inode在介質上的位置。就硬碟來說，根據i_ino就可以計算出它對應的inode屬於哪個塊(block)，從而找到相應的inode結構。但僅僅用inode還是無法描述出所有的檔案系統，對於某一種特定的檔案系統而言，比如ext3，在記憶體中用ext3_inode_info描述。他是乙個包含inode的"容器"。
struct ext3_inode_info ;
le32 i data[15]這個陣列就是上一段中所提到的那個陣列。
注意，在遙遠的2.4的古代，不同檔案系統索引節點的記憶體映像(ext3_inode_info，reiserfs_inode_info，msdos_inode_info ...)都是用乙個union內嵌在inode資料結構中的. 但inode作為一種非常基本的資料結構而言，這樣搞太大了，不利於快速的分配和**。但是後來發明了container_of(...)這種方法後，就把union移到了外部，我們可以用類似container of(inode, struct ext3_inode_info, vfs_inode)，從inode出發，得到其的"容器"。
dentry和inode終究都是在記憶體中的，它們的原始資訊必須要有乙個載體。否則斷電之後豈不是玩完了？且聽我慢慢道來。
檔案可以分為磁碟檔案，裝置檔案，和特殊檔案三種。裝置檔案暫且不表。
磁碟檔案
就磁碟檔案而言，dentry和inode的載體在儲存介質(磁碟)上。對於像ext3這樣的磁碟檔案來說，儲存介質中的目錄項和索引節點載體如下，
struct ext3_inode
struct ext3_dir_entry_2 ;
le32 i block[ext2 n blocks];/* pointers to blocks */
i_block陣列指示了檔案的內容所存放的地點(在硬碟上的位置)。
ext3_inode是放在索引節點區，而ext3_dir_entry_2是以檔案內容的形式存放在資料區。我們只要知道了ino，由於ext3_inode大小已知，我們就可以計算出ext3_inode在索引節點區的位置( ino * sizeof(ext3_inode) )，而得到了ext3_inode，我們根據i_block就可以知道這個檔案的資料存放的地點。將磁碟上ext3_inode的內容讀入到ext3_inode_info中的函式是ext3_read_inode()。以乙個有100 block的硬碟為例，乙個檔案系統的組織布局大致如下圖。點陣圖區中的每一位表示每乙個相應的物件有沒有被使用。
特殊檔案
特殊檔案在記憶體中有inode和dentry資料結構，但是不一定在儲存介質上有"索引節點"，它斷電之後的確就玩完了，所以不需要什麼載體。當從乙個特殊檔案讀時，所讀出的資料是由系統內部按一定的規則臨時生成的，或從記憶體中收集，加工出來的。sysfs裡面就是典型的特殊檔案。它儲存的資訊都是由系統動態的生成的，它動態的包含了整個機器的硬體資源情況。從sysfs讀寫就相當於向kobject層次結構提取資料。
還請注意, 我們談到目錄項和索引節點時，有兩種含義。一種是在儲存介質(硬碟)中的(如ext3_inode)，一種是在記憶體中的，後者是根據在前者生成的。記憶體中的表示就是dentry和inode，它是vfs中的一層，不管什麼樣的檔案系統，最後在記憶體中描述它的都是dentry和inode結構。我們使用不同的檔案系統，就是將它們各自的檔案資訊都抽象到dentry和inode中去。這樣對於高層來說，我們就可以不關心底層的實現，我們使用的都是一系列標準的函式呼叫。這就是vfs的精髓，實際上就是物件導向。
我們在程序中開啟乙個檔案f，實際上就是要在記憶體中建立f的dentry,和inode結構，並讓它們與程序結構聯絡來，把vfs中定義的介面給接起來。我們來看一看這個經典的圖。這張圖之於檔案系統，就像每天愛你多一些之於張學友，番茄炒蛋之於復旦南區食堂，刻骨銘心。
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我們在程序中要怎樣去描述乙個檔案呢？我們用目錄項 dentry 和索引節點 inode 它們的定義如下 struct dentry struct inode 下邊逐個解釋下。atomic t d count d count是dentry的引用計數，多乙個引用會在數值上加一，當少乙個會減一，為零時會釋...
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