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struct_inode_和_struct_file The inode structure is used by the kernel internally to represent files. Therefore, it is different from the file structure that represents an open file descriptor. There can be numerous file structures representing multiple open descriptors on a single file, but they all point to a single inode structure. I節(jié)點,與文件描述符相然不一樣了, I節(jié)點實際上指向的內容就是物理上的一個文件在內存中的拷貝, 而同一個物理文件有可能存在多個文件描述符, 但最終它們都指向同一個I節(jié)點 struct inode 和 struct file 收藏 1、struct inode──字符設備驅動相關的重要結構介紹 內核中用inode結構表示具體的文件，而用file結構表示打開的文件描述符。Linux2.6.27內核中，inode結構體具體定義如下： 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; //該成員表示設備文件的inode結構，它包含了真正的設備編號。 u64 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; //該成員表示字符設備的內核的 內部結構。當inode指向一個字符設備文件時，該成員包含了指向struct cdev結構的指針，其中cdev結構是字符設備結構體。 }; 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 */ }; 2、struct file ──字符設備驅動相關重要結構 文件結構 代表一個打開的文件描述符，它不是專門給驅動程序使用的，系統(tǒng)中每一個打開的文件在內核中都有一個關聯(lián)的struct file。它由內核在open時創(chuàng)建，并傳遞給在文件上操作的任何函數(shù)，知道最后關閉。當文件的所有實例都關閉之后，內核釋放這個數(shù)據(jù)結構。 struct file { /* * fu_list becomes invalid after file_free is called and queued via * fu_rcuhead for RCU freeing */ union { struct list_head fu_list; struct rcu_head fu_rcuhead; } f_u; struct path f_path; #define f_dentry f_path.dentry //該成員是對應的 目錄結構 。 #define f_vfsmnt f_path.mnt const struct file_operations *f_op; //該操作 是定義文件關聯(lián)的操作的。內核在執(zhí)行open時對這個 指針賦值。 atomic_long_t f_count; unsigned int f_flags; //該成員是文件標志。 mode_t f_mode; loff_t f_pos; struct fown_struct f_owner; unsigned int f_uid, f_gid; struct file_ra_state f_ra; u64 f_version; #ifdef CONFIG_SECURITY void *f_security; #endif /* needed for tty driver, and maybe others */ void *private_data;//該成員是系統(tǒng)調用時保存狀態(tài)信息非常有用的資源。 #ifdef CONFIG_EPOLL /* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */ struct list_head f_ep_links; spinlock_t f_ep_lock; #endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */ struct address_space *f_mapping; #ifdef CONFIG_DEBUG_WRITECOUNT unsigned long f_mnt_write_state; #endif }; ---------------------------------------------------------------------------- file結構體和inode結構體 （1）struct file結構體定義在include/linux/fs.h中定義。文件結構體代表一個打開的文件，系統(tǒng)中的每個打開的文件在內核空間都有一個關聯(lián)的 struct file。它由內核在打開文件時創(chuàng)建，并傳遞給在文件上進行操作的任何函數(shù)。在文件的所有實例都關閉后，內核釋放這個數(shù)據(jù)結構。在內核創(chuàng)建和驅動源碼中，struct file的指針通常被命名為file或filp。如下所示： struct file { union { struct list_head fu_list; 文件對象鏈表指針linux/include/linux/list.h struct rcu_head fu_rcuhead; RCU(Read-Copy Update)是Linux 2.6內核中新的鎖機制 } f_u; struct path f_path; 包含dentry和mnt兩個成員，用于確定文件路徑 #define f_dentry f_path.dentry f_path的成員之一，當前文件的dentry結構 #define f_vfsmnt f_path.mnt 表示當前文件所在文件系統(tǒng)的掛載根目錄 const struct file_operations *f_op; 與該文件相關聯(lián)的操作函數(shù) atomic_t f_count; 文件的引用計數(shù)（有多少進程打開該文件） unsigned int f_flags; 對應于open時指定的flag mode_t f_mode; 讀寫模式：open的mod_t mode參數(shù) off_t f_pos; 該文件在當前進程中的文件偏移量 struct fown_struct f_owner; 該結構的作用是通過信號進行I/O時間通知的數(shù)據(jù)。 unsigned int f_uid, f_gid; 文件所有者id，所有者組id struct file_ra_state f_ra; 在linux/include/linux/fs.h中定義，文件預讀相關 unsigned long f_version; #ifdef CONFIG_SECURITY void *f_security; #endif /* needed for tty driver, and maybe others */ void *private_data; #ifdef CONFIG_EPOLL /* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */ struct list_head f_ep_links; spinlock_t f_ep_lock; #endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */ struct address_space *f_mapping; }; （2）struct dentry dentry 的中文名稱是目錄項，是Linux文件系統(tǒng)中某個索引節(jié)點(inode)的鏈接。這個索引節(jié)點可以是文件，也可以是目錄。inode（可理解為ext2 inode）對應于物理磁盤上的具體對象，dentry是一個內存實體，其中的d_inode成員指向對應的inode。也就是說，一個inode可以在運行的時候鏈接多個dentry，而d_count記錄了這個鏈接的數(shù)量。 struct dentry { atomic_t d_count; 目錄項對象使用計數(shù)器,可以有未使用態(tài),使用態(tài)和負狀態(tài) unsigned int d_flags; 目錄項標志 struct inode * d_inode; 與文件名關聯(lián)的索引節(jié)點 struct dentry * d_parent; 父目錄的目錄項對象 struct list_head d_hash; 散列表表項的指針 struct list_head d_lru; 未使用鏈表的指針 struct list_head d_child; 父目錄中目錄項對象的鏈表的指針 struct list_head d_subdirs;對目錄而言，表示子目錄目錄項對象的鏈表 struct list_head d_alias; 相關索引節(jié)點（別名）的鏈表 int d_mounted; 對于安裝點而言，表示被安裝文件系統(tǒng)根項 struct qstr d_name; 文件名 unsigned long d_time; /* used by d_revalidate */ struct dentry_operations *d_op; 目錄項方法 struct super_block * d_sb; 文件的超級塊對象 vunsigned long d_vfs_flags; void * d_fsdata;與文件系統(tǒng)相關的數(shù)據(jù) unsigned char d_iname [DNAME_INLINE_LEN]; 存放短文件名 }; （3）索引節(jié)點對象由inode結構體表示，定義文件在linux/fs.h中。 struct inode { struct hlist_node i_hash; 哈希表 struct list_head i_list; 索引節(jié)點鏈表 struct list_head i_dentry; 目錄項鏈表 unsigned long i_ino; 節(jié)點號 atomic_t i_count; 引用記數(shù) umode_t i_mode; 訪問權限控制 unsigned int i_nlink; 硬鏈接數(shù) uid_t i_uid; 使用者id gid_t i_gid; 使用者id組 kdev_t i_rdev; 實設備標識符 loff_t i_size; 以字節(jié)為單位的文件大小 struct timespec i_atime; 最后訪問時間 struct timespec i_mtime; 最后修改(modify)時間 struct timespec i_ctime; 最后改變(change)時間 unsigned int i_blkbits; 以位為單位的塊大小 unsigned long i_blksize; 以字節(jié)為單位的塊大小 unsigned long i_version; 版本號 unsigned long i_blocks; 文件的塊數(shù) unsigned short i_bytes; 使用的字節(jié)數(shù) spinlock_t i_lock; 自旋鎖 struct rw_semaphore i_alloc_sem; 索引節(jié)點信號量 struct inode_operations *i_op; 索引節(jié)點操作表 struct file_operations *i_fop; 默認的索引節(jié)點操作 struct super_block *i_sb; 相關的超級塊 struct file_lock *i_flock; 文件鎖鏈表 struct address_space *i_mapping; 相關的地址映射 struct address_space i_data; 設備地址映射 struct dquot *i_dquot[MAXQUOTAS];節(jié)點的磁盤限額 struct list_head i_devices; 塊設備鏈表 struct pipe_inode_info *i_pipe; 管道信息 struct block_device *i_bdev; 塊設備驅動 unsigned long i_dnotify_mask;目錄通知掩碼 struct dnotify_struct *i_dnotify; 目錄通知 unsigned long i_state; 狀態(tài)標志 unsigned long dirtied_when;首次修改時間 unsigned int i_flags; 文件系統(tǒng)標志 unsigned char i_sock; 套接字 atomic_t i_writecount; 寫者記數(shù) void *i_security; 安全模塊 __u32 i_generation; 索引節(jié)點版本號 union { void *generic_ip;文件特殊信息 } u; }; 深圳專業(yè)嵌入式技術實訓，咨詢郭老師Q754634522 inode 譯成中文就是索引節(jié)點。每個存儲設備或存儲設備的分區(qū)（存儲設備是硬盤、軟盤、U盤 ... ... ）被格式化為文件系統(tǒng)后，應該有兩部份，一部份是inode，另一部份是Block，Block是用來存儲數(shù)據(jù)用的。而inode呢，就是用來存儲這些數(shù)據(jù)的信息，這些信息包括文件大小、屬主、歸屬的用戶組、讀寫權限等。inode為每個文件進行信息索引，所以就有了inode的數(shù)值。操作系統(tǒng)根據(jù)指令，能通過inode值最快的找到相對應的文件。 做個比喻，比如一本書，存儲設備或分區(qū)就相當于這本書，Block相當于書中的每一頁，inode 就相當于這本書前面的目錄，一本書有很多的內容，如果想查找某部份的內容，我們可以先查目錄，通過目錄能最快的找到我們想要看的內容。 當我們用ls 查看某個目錄或文件時，如果加上-i 參數(shù)，就可以看到inode節(jié)點了；比如ls -li lsfile.sh ，最前面的數(shù)值就是inode信息。 調用過程： write函數(shù)------>write系統(tǒng)調用------->先取出設備節(jié)點上的主、次設備號（在INODE節(jié)點上有描述，具體可以在網(wǎng)上去查查什么是inode節(jié)點）-------->根據(jù)主設備號找到內核設備管理中的fileoperations結構體中的light_write函數(shù)地址（你在驅動中曾經(jīng)注冊過）－－－－－－－－－＞回調你的light_write函數(shù)--------->返回 深圳專業(yè)嵌入式技術實訓，咨詢郭老師Q754634522 |
