virtual system file相关数据结构解析

1. struct inode

struct inode {
    umode_t            i_mode;/* 保存了文件访问权限和所有权 */
    unsigned short        i_opflags;
    kuid_t            i_uid;/* 与文件相关的uid */
    kgid_t            i_gid;/* 与文件相关的gid */
    unsigned int        i_flags;

#ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
    struct posix_acl    *i_acl;
    struct posix_acl    *i_default_acl;
#endif

    const struct inode_operations    *i_op;/* 指向一个特定于inode操作的函数接口 */
    struct super_block    *i_sb;
    struct address_space    *i_mapping;

#ifdef CONFIG_SECURITY
    void            *i_security;
#endif

    /* Stat data, not accessed from path walking */
    unsigned long        i_ino;/* 每个VFS inode(对给定的文件系统)都由一个唯一的编号标识，保存在i_ino中 */
    /*
     * Filesystems may only read i_nlink directly. They shall use the
     * following functions for modification:
     *
     * (set|clear|inc|drop)_nlink
     * inode_(inc|dec)_link_count
     */
    union {
        const unsigned int i_nlink;/* 记录了使用该inode的硬链接总数 */
        unsigned int __i_nlink;
    };
    dev_t            i_rdev;/* 在inode表示设备文件时，则需要i_rdev.它表示与那个设备进行通信.要注意，i_rdev只是一个数字，不是数据结构！但这个数据包含的信息，即足以找到有关目标设备、我们感兴趣的所有信息。对块设备，最终会找到struct block_device的一个实例 */
    loff_t            i_size;/* 存储了文件长度(单位为字节) */
    struct timespec        i_atime;/* 存储了最后访问的时间 */
    struct timespec        i_mtime;/* 存储了最后修改的时间 */
    struct timespec        i_ctime;/* 存储了最后修改inode的时间 */
    spinlock_t        i_lock;    /* i_blocks, i_bytes, maybe i_size */
    unsigned short          i_bytes;
    unsigned int        i_blkbits;
    blkcnt_t        i_blocks;/* 按照块计算的长度 */

#ifdef __NEED_I_SIZE_ORDERED
    seqcount_t        i_size_seqcount;
#endif

    /* Misc */
    unsigned long        i_state;
    struct mutex        i_mutex;

    unsigned long        dirtied_when;    /* jiffies of first dirtying */

    struct hlist_node    i_hash; /* 作为存放在inode_hashtable链表中的元素，该链表是以inode编号和超级块对象的地址合并为关键点 */
    /* i_wb_list将inode存储在一个链表中。根据inode的状态，它可能有3种主要的情况。 */
    /* a、inode存在于内存中，未关联到任何文件，也不处于活动使用状态. */
    /* b、inode结构在内存中，正在由一个或多个进程使用，通常表示一个文件 */
    /* c、inode处于活动使用状态。其数据内容已经改变，与存储介质上的内容不同。这种状态的inode被称作脏的 */
    struct list_head    i_wb_list;    /* backing dev IO list */
    struct list_head    i_lru;        /* inode LRU list */
    struct list_head    i_sb_list;/* 作为super_block->s_inodes链表的元素 */
    union {
        struct hlist_head    i_dentry;
        struct rcu_head        i_rcu;
    };
    u64            i_version;
    atomic_t        i_count;/* 使用计数器，指定访问该inode结构的进程数目 */
    atomic_t        i_dio_count;
    atomic_t        i_writecount;
    const struct file_operations    *i_fop;    /* former ->i_op->default_file_ops */
    struct file_lock    *i_flock;
    struct address_space    i_data;
#ifdef CONFIG_QUOTA
    struct dquot        *i_dquot[MAXQUOTAS];
#endif
    struct list_head    i_devices;/* 该元素与设备文件的处理有关联：利用该成员作为链表元素，使得块设备或字符设备可以维护一个inode的链表，每个inode表示一个设备文件，通过设备文件可以访问对应的设备。尽管在很多情况下每个设备一个设备文件就足够了，但还有很多种可能性。例如chroot造成的环境，其中一个给定的块设备或字符设备可以通过多个设备文件，因而需要多个inode */
    union {
        struct pipe_inode_info    *i_pipe;/* 用于管道 */
        struct block_device    *i_bdev;/* 用于块设备 */
        struct cdev        *i_cdev;/* 用于字符设备 */
    };

    __u32            i_generation;

#ifdef CONFIG_FSNOTIFY
    __u32            i_fsnotify_mask; /* all events this inode cares about */
    struct hlist_head    i_fsnotify_marks;
#endif

#ifdef CONFIG_IMA
    atomic_t        i_readcount; /* struct files open RO */
#endif
    void            *i_private; /* fs or device private pointer */
};