内存中inode与磁盘中inode

在容易引起混淆的地方我将把把内存中的inode结构称为

VFS

inode，而文件

系统以EXT2为代表，把Ext2 inode作为磁盘上的inode代表。

首先需要分别对内存中的inode与磁盘上的inode做一下简单的描述：

<内存中的inode结构：>

inode包含文件访问权限、属主、组、大小、生成时间、访问时间、

最后修改时间等信息。它是linux管理文件系统的最基本单位，也是文件系

统连接任何子目录、文件的桥梁。inode结构中的静态信息取自物理设备上

的文件系统，由文件系统指定的函数填写，它只存在于内存中，可以通过

inode缓存访问。虽然每个文件都有相应的inode结点，但是只有在需要的时

候系统才会在内存中为其建立相应的inode数据结构，建立的inode结构将形

成一个链表，我们可以通过遍历这个链表去得到我们需要的文件结点,

也

为已分配的inode构造缓存和hash table，以提高系统性能。inode结构中的

struct inode_operations *iop为我们提供了一个inode操作列表，通过这个

列表提供的函数我们可以对

inode结点进行各种操作。每个inode结构都

有一个i结点号i_ino，在同一个文件系统中每个i结点号是唯一的。

<磁盘上的inode：>

   EXT2通过使用inode来定义文件系统的结构以及描述系统中每个文件的

管理信息，每个文件都有一个inode且只有一个，即使文件中没有数据，其

索引结点也是存在的。每个文件用一个单独的Ext2 inode结构来描述，而且

每一个inode都有唯一的标志号。Ext2 inode为内存中的inode结构提供了文

件的基本信息，随着内存中inode结构的变化，系统也将更新Ext2 inode中

相应的内容。Ext2 inode对应的是Ext2_inode结构。

从上面的描述，我们可以对内存中inode与磁盘中inode做出比较：

位置：

inode结构位于内存中

，而Ext2_inode位于磁盘。

生存期：

inode在需要时才会被建立，如果系统断电，此结构也随之消失。

       而Ext2_inode的存在与系统是否上电无关，而且无论文件是否包含

       数据，Ext2_inode都是存在的。

唯一性：两者在自己的作用域中都是唯一的。

关系：

inode是Ext2 inode的抽象、映射与扩充，而后者是前者的静态

     信息部分，也是对前者的具体化、实例化和持久化。

操作：对

inode的操作具有通用性，对文件系统inode的操作则是文件系

     统相关的，依赖于特定的实现。

组织管理：系统通过

inode链表来对其进行组织，并且为了提高访问效率

         相应地构造了inode构造缓存和hash table。

         Ext2 inode的信息位于EXT2文件系统的划分的块组中，在每个块组

         中包含相应的inode位图、inode表指定具体的inode信息，每个

         inode对应Ext2_inode结构。

上面是从原理上对内存中inode与磁盘中inode进行比较，实际上在代码上也体

现出它们的不同。在下面我把在内核中两者对应的结构代码贴出来，虽然长了

一些，但是对进一步的比较还是很有好处。

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 */

从结构的定义中可以看出来inode(

inode)与ext2_inode的差别是很大的，怎么说呢，

除了相同的都是不同。它们都包含动态信息和静态信息，通过union指定的内容那一定

是动态的了。inode结构中的union u实际上反映了

支持的文件系统。

可以看出inode结构与ext2_inode结构有些内容是相似的，如inode定义的

       unsigned longi_ino;

和ext2_inode定义的定义部分

       __u16i_mode;/* File mode */

这些都可以对应上，当然还有一些不同的地方，如inode中定义的

在ext2_inode中没有体现，不过这部分对ext2_inode是没有用途而且无法确定的。

类似的，可以推广到两个结构的其余部分，最终在代码中的区别还是与原理中分析的

区别相关的，也是原理的具体体现。