記憶體中inode與磁盤中inode

在容易引起混淆的地方我将把把記憶體中的inode結構稱為

VFS

inode，而檔案

系統以EXT2為代表，把Ext2 inode作為磁盤上的inode代表。

首先需要分别對記憶體中的inode與磁盤上的inode做一下簡單的描述：

<記憶體中的inode結構：>

inode包含檔案通路權限、屬主、組、大小、生成時間、通路時間、

最後修改時間等資訊。它是linux管理檔案系統的最基本機關，也是檔案系

統連接配接任何子目錄、檔案的橋梁。inode結構中的靜态資訊取自實體裝置上

的檔案系統，由檔案系統指定的函數填寫，它隻存在于記憶體中，可以通過

inode緩存通路。雖然每個檔案都有相應的inode結點，但是隻有在需要的時

候系統才會在記憶體中為其建立相應的inode資料結構，建立的inode結構将形

成一個連結清單，我們可以通過周遊這個連結清單去得到我們需要的檔案結點,

也

為已配置設定的inode構造緩存和hash table，以提高系統性能。inode結構中的

struct inode_operations *iop為我們提供了一個inode操作清單，通過這個

清單提供的函數我們可以對

inode結點進行各種操作。每個inode結構都

有一個i結點号i_ino，在同一個檔案系統中每個i結點号是唯一的。

<磁盤上的inode：>

   EXT2通過使用inode來定義檔案系統的結構以及描述系統中每個檔案的

管理資訊，每個檔案都有一個inode且隻有一個，即使檔案中沒有資料，其

索引結點也是存在的。每個檔案用一個單獨的Ext2 inode結構來描述，而且

每一個inode都有唯一的标志号。Ext2 inode為記憶體中的inode結構提供了文

件的基本資訊，随着記憶體中inode結構的變化，系統也将更新Ext2 inode中

相應的内容。Ext2 inode對應的是Ext2_inode結構。

從上面的描述，我們可以對記憶體中inode與磁盤中inode做出比較：

位置：

inode結構位于記憶體中

，而Ext2_inode位于磁盤。

生存期：

inode在需要時才會被建立，如果系統斷電，此結構也随之消失。

       而Ext2_inode的存在與系統是否上電無關，而且無論檔案是否包含

       資料，Ext2_inode都是存在的。

唯一性：兩者在自己的作用域中都是唯一的。

關系：

inode是Ext2 inode的抽象、映射與擴充，而後者是前者的靜态

     資訊部分，也是對前者的具體化、執行個體化和持久化。

操作：對

inode的操作具有通用性，對檔案系統inode的操作則是檔案系

     統相關的，依賴于特定的實作。

組織管理：系統通過

inode連結清單來對其進行組織，并且為了提高通路效率

         相應地構造了inode構造緩存和hash table。

         Ext2 inode的資訊位于EXT2檔案系統的劃分的塊組中，在每個塊組

         中包含相應的inode位圖、inode表指定具體的inode資訊，每個

         inode對應Ext2_inode結構。

上面是從原理上對記憶體中inode與磁盤中inode進行比較，實際上在代碼上也體

現出它們的不同。在下面我把在核心中兩者對應的結構代碼貼出來，雖然長了

一些，但是對進一步的比較還是很有好處。

struct inode {

struct list_headi_hash;

struct list_headi_list;

struct list_headi_dentry;

struct list_headi_dirty_buffers;

unsigned longi_ino;

atomic_ti_count;

kdev_ti_dev;

umode_ti_mode;

nlink_ti_nlink;

uid_ti_uid;

gid_ti_gid;

kdev_ti_rdev;

loff_ti_size;

time_ti_atime;

time_ti_mtime;

time_ti_ctime;

unsigned longi_blksize;

unsigned longi_blocks;

unsigned longi_version;

unsigned shorti_bytes;

struct semaphorei_sem;

struct rw_semaphorei_truncate_sem;

struct semaphorei_zombie;

struct inode_operations*i_op;

struct file_operations*i_fop;/* former ->i_op->default_file_ops */

struct super_block*i_sb;

wait_queue_head_ti_wait;

struct file_lock*i_flock;

struct address_space*i_mapping;

struct address_spacei_data;

struct dquot*i_dquot[MAXQUOTAS];

/* These three should probably be a union */

struct pipe_inode_info*i_pipe;

struct block_device*i_bdev;

struct char_device*i_cdev;

unsigned longi_dnotify_mask; /* Directory notify events */

struct dnotify_struct*i_dnotify; /* for directory notifications */

unsigned longi_state;

unsigned inti_flags;

unsigned chari_sock;

atomic_ti_writecount;

unsigned inti_attr_flags;

__u32i_generation;

union {

struct minix_inode_infominix_i;

struct ext2_inode_infoext2_i;

struct ext3_inode_infoext3_i;

struct hpfs_inode_infohpfs_i;

struct ntfs_inode_infontfs_i;

struct msdos_inode_infomsdos_i;

struct umsdos_inode_infoumsdos_i;

struct iso_inode_infoisofs_i;

struct sysv_inode_infosysv_i;

struct affs_inode_infoaffs_i;

struct ufs_inode_infoufs_i;

struct efs_inode_infoefs_i;

struct romfs_inode_inforomfs_i;

struct shmem_inode_infoshmem_i;

struct coda_inode_infocoda_i;

struct smb_inode_infosmbfs_i;

struct hfs_inode_infohfs_i;

struct adfs_inode_infoadfs_i;

struct qnx4_inode_infoqnx4_i;

struct reiserfs_inode_inforeiserfs_i;

struct bfs_inode_infobfs_i;

struct udf_inode_infoudf_i;

struct ncp_inode_infoncpfs_i;

struct proc_inode_infoproc_i;

struct socketsocket_i;

struct usbdev_inode_info        usbdev_i;

struct jffs2_inode_infojffs2_i;

void*generic_ip;

} u;

};

struct ext2_inode {

__u16i_mode;/* File mode */

__u16i_uid;/* Low 16 bits of Owner Uid */

__u32i_size;/* Size in bytes */

__u32i_atime;/* Access time */

__u32i_ctime;/* Creation time */

__u32i_mtime;/* Modification time */

__u32i_dtime;/* Deletion Time */

__u16i_gid;/* Low 16 bits of Group Id */

__u16i_links_count;/* Links count */

__u32i_blocks;/* Blocks count */

__u32i_flags;/* File flags */

struct {

__u32  l_i_reserved1;

} linux1;

__u32  h_i_translator;

} hurd1;

__u32  m_i_reserved1;

} masix1;

} osd1;/* OS dependent 1 */

__u32i_block[EXT2_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */

__u32i_generation;/* File version (for NFS) */

__u32i_file_acl;/* File ACL */

__u32i_dir_acl;/* Directory ACL */

__u32i_faddr;/* Fragment address */

__u8l_i_frag;/* Fragment number */

__u8l_i_fsize;/* Fragment size */

__u16i_pad1;

__u16l_i_uid_high;/* these 2 fields    */

__u16l_i_gid_high;/* were reserved2[0] */

__u32l_i_reserved2;

} linux2;

__u8h_i_frag;/* Fragment number */

__u8h_i_fsize;/* Fragment size */

__u16h_i_mode_high;

__u16h_i_uid_high;

__u16h_i_gid_high;

__u32h_i_author;

} hurd2;

__u8m_i_frag;/* Fragment number */

__u8m_i_fsize;/* Fragment size */

__u16m_pad1;

__u32m_i_reserved2[2];

} masix2;

} osd2;/* OS dependent 2 */

從結構的定義中可以看出來inode(

inode)與ext2_inode的差别是很大的，怎麼說呢，

除了相同的都是不同。它們都包含動态資訊和靜态資訊，通過union指定的内容那一定

是動态的了。inode結構中的union u實際上反映了

支援的檔案系統。

可以看出inode結構與ext2_inode結構有些内容是相似的，如inode定義的

       unsigned longi_ino;

和ext2_inode定義的定義部分

       __u16i_mode;/* File mode */

這些都可以對應上，當然還有一些不同的地方，如inode中定義的

在ext2_inode中沒有展現，不過這部分對ext2_inode是沒有用途而且無法确定的。

類似的，可以推廣到兩個結構的其餘部分，最終在代碼中的差別還是與原理中分析的

差別相關的，也是原理的具體展現。