linux内核inode结构

曾经终败给现在 2022-08-20 12:18 216阅读 0赞

inode是linux内核的文件系统里边最重要的数据结构，可以说，一个inode就代表了一个文件，inode结构体保存了文件的大小，创建时间，文件的块大小等各种参数，一个文件可以有多个dentry，因为在linux里由于软连接，硬连接的存在，指向一个文件的路径可能有多个，但是一个文件的inode只能有一个，一般在文件系统里氛围inode区和数据区，而inode区的大小能占到10%左右。  
inode数据结构定义在include/linux/fs.h，我们看一下他的定义。

struct inode {
    	struct hlist_node	i_hash;
    	struct list_head	i_list;
    	struct list_head	i_sb_list;
    	struct list_head	i_dentry;
    	unsigned long		i_ino;
    	atomic_t		i_count;
    	unsigned int		i_nlink;
    	uid_t			i_uid;
    	gid_t			i_gid;
    	dev_t			i_rdev;
    	unsigned long		i_version;
    	loff_t			i_size;
    #ifdef __NEED_I_SIZE_ORDERED
    	seqcount_t		i_size_seqcount;
    #endif
    	struct timespec		i_atime;
    	struct timespec		i_mtime;
    	struct timespec		i_ctime;
    	unsigned int		i_blkbits;
    	blkcnt_t		i_blocks;
    	unsigned short          i_bytes;
    	umode_t			i_mode;
    	spinlock_t		i_lock;	/* i_blocks, i_bytes, maybe i_size */
    	struct mutex		i_mutex;
    	struct rw_semaphore	i_alloc_sem;
    	const struct inode_operations	*i_op;
    	const struct file_operations	*i_fop;	/* former ->i_op->default_file_ops */
    	struct super_block	*i_sb;
    	struct file_lock	*i_flock;
    	struct address_space	*i_mapping;
    	struct address_space	i_data;
    #ifdef CONFIG_QUOTA
    	struct dquot		*i_dquot[MAXQUOTAS];
    #endif
    	struct list_head	i_devices;
    	union {
    		struct pipe_inode_info	*i_pipe;
    		struct block_device	*i_bdev;
    		struct cdev		*i_cdev;
    	};
    	int			i_cindex;
    
    
    	__u32			i_generation;
    
    
    #ifdef CONFIG_DNOTIFY
    	unsigned long		i_dnotify_mask; /* Directory notify events */
    	struct dnotify_struct	*i_dnotify; /* for directory notifications */
    #endif
    
    
    #ifdef CONFIG_INOTIFY
    	struct list_head	inotify_watches; /* watches on this inode */
    	struct mutex		inotify_mutex;	/* protects the watches list */
    #endif
    
    
    	unsigned long		i_state;
    	unsigned long		dirtied_when;	/* jiffies of first dirtying */
    
    
    	unsigned int		i_flags;
    
    
    	atomic_t		i_writecount;
    #ifdef CONFIG_SECURITY
    	void			*i_security;
    #endif
    	void			*i_private; /* fs or device private pointer */
    };

这个结构体很庞大，毕竟记录了一个文件的很多信息，我们来逐个分析一下成员变量的作用。  
struct hlist\_node i\_hash;  
在文件系统里，所有的inode都在哈希链表上，加快寻找速度。  
struct list\_head i\_list;  
struct list\_head i\_sb\_list;  
struct list\_head i\_dentry;  
这分别是标识inode在使用中状态的链表，在superblock上记录的链表，在目录上链接的链表，当新建一个inode的时候，会将i\_list加在所有的已使用的inode链表上，然后再加到超级块上，最后连接到对应的目录链表上。  
unsigned long  i\_ino;/\* inode的唯一标号 \*/  
atomic\_t  i\_count; /\* inode引用计数 \*/  
unsigned int  i\_nlink;/\* inode的硬连接数 \*/  
uid\_t i\_uid;/\* inode的对应文件的用户id \*/  
gid\_t i\_gid;/\* inode的对应文件的用户的组id \*/  
dev\_t i\_rdev;/\* 设备标识 \*/  
unsigned long  i\_version;/\* 版本号 \*/  
loff\_t  i\_size;   /\* 文件大小 \*/  
struct timespec i\_atime;/\* 最后修改时间 \*/  
struct timespec i\_mtime;/\* 文件内容更改时间 \*/  
struct timespec i\_ctime;/\* 文件change time \*/  
unsigned int  i\_blkbits; /\* inode块大小位数 \*/  
blkcnt\_t  i\_blocks;/\* 块数 \*/  
unsigned short          i\_bytes;/\* 已经使用的字节数 \*/  
umode\_t  i\_mode; /\* 文件的打开模式 \*/  
spinlock\_t  i\_lock; /\* 自旋锁 \*/  
struct mutex  i\_mutex; /\* 互斥量 \*/  
struct rw\_semaphore i\_alloc\_sem; /\* 读写信号量 \*/  
const struct inode\_operations \*i\_op; /\* inode的操作函数集合 \*/  
const struct file\_operations \*i\_fop; /\* 文件操作函数 \*/  
struct super\_block \*i\_sb;   /\* 超级块指针 \*/  
struct file\_lock \*i\_flock; /\* 文件锁 \*/  
struct list\_head i\_devices; /\* 连接到设备链表上 \*/  
\_\_u32 i\_generation;   
unsigned long  i\_state;    /\* 文件状态位 \*/  
unsigned long  dirtied\_when; /\* 数据变脏时间 \*/  
  
  
unsigned int  i\_flags; /\* 状态位 \*/  
  
  
atomic\_t  i\_writecount; /\* 写入计数 \*/  
\#ifdef CONFIG\_SECURITY  
void \*i\_security; /\* 如果定义了这个宏，就会有一个专门用作安全作用的指针 \*/  
\#endif  
void \*i\_private; /\* 私有数据 \*/  
\};