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2014-05-16-dentry-object.md

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目录项对象
虚拟文件系统
目录项对象...
目录项

我们知道VFS把每个目录看作由若干子目录和文件组成的一个普通文件。然而，一旦目录项被读入内存，VFS就把它转换成基于dentry结构的一个目录项对象，该结构的代码如下：

<include/linux/dcache.h>

{% highlight c++ %} struct dentry { atomic_t d_count; unsigned int d_flags; spinlock_t d_lock; int d_mounted; struct inode *d_inode; struct hlist_node d_hash; struct dentry *d_parent; struct qstr d_name;

struct list_head d_lru;
union {
    struct list_head d_child;
    struct rcu_head d_rcu;
} d_u;
struct list_head d_subdirs;
struct list_head d_alias;
unsigned long d_time;
const struct dentry_operations *d_op;
struct super_block *d_sb;
void *d_fsdata;
unsigned char d_iname[DNAME_INLINE_LEN_MIN];

}; {% endhighlight %}

其中目录项对象的字段如下：

字段 说明
d_count 目录项对象引用计数器
d_flag 目录项高速缓存标志
d_lock 保护目录项对象的自旋锁
d_inode 与文件名关联的索引节点
d_parent 父目录的目录项对象
d_name 文件名
d_lru 用于未使用目录项链表的指针
d_child 对目录而言，用于同一父母路中的目录项链表的指针
d_subdirs 对目录而言，子目录链表的头
d_alias 用于与统一索引节点（别名）相关的目录项链表的指针
d_time 由d_revalidate方法使用
d_op 目录项方法
d_sb 文件的超级块对象
d_fsdata 依赖于文件系统的数据
d_rcu 回收目录项时由RCU描述符使用
d_cookie 指向内核配置文件使用的数据结构的指针
d_hash 指向散列表表项链表的指针
d_mounted 对目录而言，用于记录安装该目录项的文件系统数的计数器
d_iname 存放短文件名的空间

每个目录项可以处于以下四种状态：

  1. 空闲状态。
  2. 未使用状态。
  3. 正在使用状态。
  4. 负状态。

空闲状态

处于该状态的目录项对象不包括有效信息，而且还没有被VFS使用，对应的内存区由slab分配器进行处理。

未使用状态

处于该状态的目录项对象当前还没有被内核使用。该对象的引用计数器d_count的值未0，但其i_node字段仍然指向关联的索引节点。该目录项对象包含有效信息，但为了在必要时回收内存，它的内容可能被丢弃。

正在使用状态

处于该状态的目录项对象当前正在被内核使用，该对象的引用计数器d_count的值未正数，其d_inode字段指向关联的索引节点对象。该目录项对象包含有效的信息，并且不能被丢弃。

负状态

与目录项关联的索引节点不存在，那是因为相应的磁盘索引节点已被删除，或者因为目录项对象时通过解析一个不存在的文件的路径名创建的。目录项对象的d_inode字段设置为NULL，但该对象仍然被保存在目录项高速缓存中，以便后续对统一文件目录名的查找操作能够快速完成1。

与目录项对象关联的方法称为目录项操作，这些方法由dentry_operations结构描述，该结构的地址放在目录项对象的d_op字段中。代码如下：

<include/linux/dcache.h>

{% highlight c++ %} struct dentry_operations { int (*d_revalidate)(struct dentry *, struct nameidata *); int (*d_hash) (struct dentry *, struct qstr *); int (*d_compare) ( struct dentry *, struct qstr *, struct qstr *); int (*d_delete)(struct dentry *); void (*d_release)(struct dentry *); void (*d_iput)(struct dentry *, struct inode *); char *(*d_dname)(struct dentry *, char *, int); }; {% endhighlight %}

函数名 说明
d_revalidate(dentry, nameidate) 在把目录项对象转换为一个文件路径名之前，判定该目录项对象是否仍然有效。缺省的VFS函数什么也不做，而网络文件系统可以指定自己的函数
d_hash(dentry, name) 生成一个散列值，这是用于目录项散列表、特定于具体文件系统的散列函数
d_compare(dir, name1, name2) 比较两个文件名
d_delete(dentry) 当对目录项对象的最后一个引用被删除，调用该方法，缺省的VFS函数什么也不做
d_release(dentry) 当要释放一个目录项对象时，调用该方法
d_input(dentry, ino) 当一个目录对象变为『负』状态时，调用该方法

Footnotes

  1. 负状态这个名词容易使人误解，因为根本不涉及任何负值。 ↩