目录项dentry

对于一个通常的文件系统来说，文件和目录一般按树状结构保存。直观来看，目录里保存着文件，而所有目录一层层汇聚，最终到达根目录。从这个树状结构，我们可以想象VFS应该有数据结构反映这种树状的结构。实际上确实如此，目录项（dentry）就是反映了文件系统的这种树状关系。


在VFS里，目录本身也是一个文件，只是有点特殊。每个文件都有一个dentry（可能不止一个），这个dentry链接到上级目录的dentry。根目录有一个dentry结构，而根目录里的文件和目录都链接到这个根dentry，二级目录里的文件和目录，同样通过dentry链接到二级目录。这样一层层链接，就形成了一颗dentry树。从树顶可以遍历整个文件系统的所有目录和文件。


为了加快对dentry的查找，内核使用了hash表来缓存dentry，称为dentry cache。dentry cache在后面的分析中经常用到，因为dentry的查找一般都先在dentry cache里进行查找。


dentry的结构定义同样很庞杂，和超级块类似，我们当前只分析最重要的部分。dentry结构简化后的定义如代码清单所示。

struct dentry {
    atomic_t d_count;
    unsigned int d_flags;        /* protected by d_lock */
    spinlock_t d_lock;        /* per dentry lock */
    int d_mounted;            /* obsolete, ->d_flags is now used for this */
    struct inode *d_inode;        /* Where the name belongs to - NULL is
                     * negative */
    /*
     * The next three fields are touched by __d_lookup. Place them here
     * so they all fit in a cache line.
     */
    struct hlist_node d_hash;    /* lookup hash list */
    struct dentry *d_parent;    /* parent directory */
    struct qstr d_name;

    struct list_head d_lru;        /* LRU list */
    /*
     * d_child and d_rcu can share memory
     */
    union {
        struct list_head d_child;    /* child of parent list */
         struct rcu_head d_rcu;
    } d_u;
    struct list_head d_subdirs;    /* our children */
    struct list_head d_alias;    /* inode alias list */
    unsigned long d_time;        /* used by d_revalidate */
    const struct dentry_operations *d_op;
    struct super_block *d_sb;    /* The root of the dentry tree */
    void *d_fsdata;            /* fs-specific data */

    unsigned char d_iname[DNAME_INLINE_LEN_MIN];    /* small names */
};

对dentry结构的成员解释如下。


d_inode指向一个inode结构。这个inode和dentry共同描述了一个普通文件或者目录文件。


dentry结构里有d_subdirs成员和d_child成员。d_subdirs是子项（子项可能是目录，也可能是文件）的链表头，所有的子项都要链接到这个链表。d_child是dentry自身的链表头，需要链接到父dentry的d_subdirs成员。当移动文件的时候，需要把一个dentry结构从旧的父dentry的链表上脱离，然后链接到新的父dentry的d_subdirs成员。这样dentry结构之间就构成了一颗目录树


d_parent是指针，指向父dentry结构。


d_hash是链接到dentry cache的hash链表。


d_name成员保存的是文件或者目录的名字。打开一个文件的时候，根据这个成员和用户输入的名字比较来搜寻目标文件。


d_mounted 用来指示dentry是否是一个挂载点。如果是挂载点，该成员不为零。