Linux Kernel (Ядро линукса) (часть 2)

Элемент каталога

Мы уже говорили, что VFS рассматривает каждый каталог как файл, содержащий список файлов и других каталогов. Однако, после того как запись из каталога прочитана в память, VFS преобразует ее в объект "элемент каталога”, основанный на структуре dentryЯдро создает объект "элемент каталога” для каждого элемента пути, просматриваемого процессом, а объект элемент каталога” связывает элемент с соответствующим индексным дескриптором. Например, при просмотре пути /tmp/test ядро создает объект элемент каталога” для корневого каталога , второй объект элемент каталога” — для записи tmp в корневом каталоге, а третий — для записи test каталога /tmp.

Обратите внимание, что объекты элемент каталога” не имеют образов на диске, и, следовательно, у структуры dentry нет поля, которое отмечало бы, что объект был модифицирован. Объекты элемент каталога” хранятся в кэше slab-аллокатора, дескриптором которого является dentry cache. Таким образом, объекты элемент каталога” создаются и уничтожаются методами
kmem_cache_alloc И kmem_cache_fгее.

Каждый объект "элемент каталога” может находиться в одном из четырех состояний:

- свободен — объект элемент каталога” не содержит осмысленной информации и не используется в VFS. Соответствующую область памяти контролирует slab-аллокатор;
- не используется — объект элемент каталога” в данный момент не используется ядром. Счетчик обращений к объекту (d count) равен нулю, но поле d inode по-прежнему указывает на связанный объект индексный дескриптор”. Объект элемент каталога” содержит полезную информацию, но его содержимое может быть утрачено, если потребуется выделенная ему память;
- используется — объект элемент каталога” используется ядром. Счетчик обращений d count содержит положительное значение, а поле d inode по- прежнему указывает на связанный объект индексный дескриптор”. Объект элемент каталога” содержит полезную информацию и не может быть уничтожен;
- отрицательный— объект индексный дескриптор”, связанный с элементом каталога, не существует, либо из-за того, что соответствующий индексный дескриптор был удален с диска, либо из-за того, что объект элемент каталога” был создан на основе пути к несуществующему файлу. Поле d inode объекта элемент каталога” равно null, но объект продолжает существовать в кэше элементов каталога, чтобы последующие операции обращения к тому же пути выполнялись быстрее. Термин отрицательный” явно неудачен, поскольку ни о каких отрицательных значениях здесь нет речи.
Методы, связанные с объектом элемент каталога”, называются операциями элемента каталога. Они описаны в структуре dentry operations, адрес которой хранится в поле d_op. Хотя в некоторых файловых системах определены собственные методы элемента каталога, соответствующие поля обычно установлены в значение null, и VFS заменяется их функциями, установленными по умолчанию. Далее эти методы приводятся в том порядке, в котором они перечислены в таблице dentry operations:
- d revalidate (dentry, nameidata) — проверяет, является ЛИ объект элемент каталога” допустимым, прежде чем использовать его для трансляции пути к файлу. Функция, принятая в VFS по умолчанию, не выполняет никаких действий, но в сетевых файловых системах могут быть определены собственные функции;
- d hash (dentry, name) — вычисляет хеш-значение. Это специфичная для каждой файловой системы хеш-функция, используемая для хеш-таблицы
элементов каталога. Параметр dentry идентифицирует каталог, содержащий элемент таблицы. Параметр паше указывает на структуру, содержащую как путь к элементу, так и значение, возвращаемое хеш-функцией;
- d_compare(dir, name1, name2) — сравнивает Два имени файла. Имя namel должно содержаться в каталоге, определяемом параметром dir. Функция, принятая в VFS по умолчанию, выполняет обычное сравнение строк. Однако в каждой файловой системе этот метод может быть реализован по- своему. Например, в MS-DOS игнорируется различие между заглавными и строчными буквами;
- d deiete (dentry) — вызывается, когда удаляется последняя ссылка на объект элемент каталога” (счетчик обращений d count становится равным нулю). Функция, принятая в VFS по умолчанию, не выполняет никаких действий;
- d reiease (dentry) — вызывается непосредственно перед освобождением объекта элемент каталога” (перед тем, как он будет передан slab- аллокатору). Функция, принятая в VFS по умолчанию, не выполняет никаких действий;
- d iput (dentry, ino) — вызывается, когда объект элемент каталога” становится отрицательным”, т. е. теряет свой индексный дескриптор. Функция, принятая в VFS по умолчанию, вызывает iput (), чтобы освободить объект индексный дескриптор”.