linux文件系统相关数据结构及相互间的关系案例分析

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1、文件系统相关数据结构及相互间的关系一．详细关系：1.进程要访问文件，就要首先与文件系统中要访问的文件建立连接，在进程数据结构task_struct中，有两个指针fs和files，一个指向fs_struct数据结构，是关于文件系统的信息；另一个指向files_struct数据结构，是关于已打开文件的信息。2.fs_struct数据结构中有dentry结构指针,dentry结构中有inode结构指针。Dentry结构所代表的是逻辑意义上的文件，记录的是其逻辑上的属性，而inode结构所代表的是物理意义上的文件，记录的是物理上的属性。它们之间的关系是多对一的关系。Inod

2、e结构中定义union数据结构用于大致反应Linux内核目前所支持的各种文件系统。2.1.dentry结构中有一个d_inode指针指向相应的inode结构，dentry结构代表的是逻辑意义上的文件，描述文件的逻辑属性，因此目录项在磁盘上并没有对应的映像；而inode结构代表的是物理意义上的文件，记录其物理属性，对与一个具体的文件系统，inode结构在磁盘上有对应的映像。由此可见，一个索引节点对象可能对应多个目录项对象。一个有效的dentry结构必定对应一个inode结构，这是因为一个目录项要么代表一个文件，要么代表一个目录，而目录实际上也是文件。所以只要dentr

3、y结构是有效的，则其指针d_inode必定指向一个inode结构。反之则不成立，因为一个inode可以对应多个dentry结构，即一个文件可以有不止一个文件名或路径名。因为一个已经建立的文件可以被链接到其他文件名。所以inode结构中有一个i_dentry，凡是代表着同一个文件的所有目录项都通过其dentry结构体中的d_alias域挂入相应的inode结构体中的i_dentry队列中。2.2.inode包含文件访问权限、属主、组、大小、生成时间、访问时间、最后修改时间等信息。它是linux管理文件系统的最基本单位，也是文件系统连接任何子目录、文件的桥梁。inode

4、结构中的静态信息取自物理设备上的文件系统，由文件系统指定的函数填写，它只存在于内存中，可以通过inode缓存访问。虽然每个文件都有相应的inode结点，但是只有在需要的时候系统才会在内存中为其建立相应的inode数据结构，建立的inode结构将形成一个链表，我们可以通过遍历这个链表去得到我们需要的文件结点,VFS也为已分配的inode构造缓存和hashtable，以提高系统性能。inode结构中的structinode_operations*iop为我们提供了一个inode操作列表，通过这个列表提供的函数我们可以对VFSinode结点进行各种操作。每个inode结构

5、都有一个i结点号i_ino，在同一个文件系统中每个i结点号是唯一的。3.在打开文件时，要执行路径名查找。对于不在目录项高速缓存内的路径名元素，会创建一个新的目录项对象和索引节点对象。当VFS访问一个Ext2磁盘索引节点时，它会创建一个ext2_inode_info类型的索引节点描述符二．数据结构分析：structfs_struct{atomic_tcount;/*计数器*/rwlock_tlock;/*读写锁*/intumask;structdentry*root,*pwd,*altroot;/*本进程根目录、进程当前所在目录、替换根目录*/structvfsmou

6、nt*rootmnt,*pwdmnt,*altrootmnt;/*本进程根目录的"安装点"、进程当前所在目录的"安装点"、替换根目录的"安装点"*/};structdentry{　　atomic_td_count;/*目录项对象使用计数器,可以有未使用态,使用态和负状态*/　　unsignedintd_flags;/*目录项标志*/　　structinode*d_inode;/*与文件名关联的索引节点*/　　structdentry*d_parent;/*父目录的目录项对象*/　　structlist_headd_hash;/*散列表表项的指针*/　　structl

7、ist_headd_lru;/*未使用链表的指针*/　　structlist_headd_child;/*父目录中目录项对象的链表的指针*/　　structlist_headd_subdirs;/*对目录而言，表示子目录目录项对象的链表*/　　structlist_headd_alias;/*相关索引节点(别名)的链表*/　　intd_mounted;/*对于安装点而言，表示被安装文件系统根项*/　　structqstrd_name;/*文件名*/　　unsignedlongd_time;/*被d_revalidate使用*/　　structdentry_ope