. Если в кэше dcache найден соответствующий объект, то это значение возвращается. В случае ошибки возвращается значение
NULL
.
В качестве примера рассмотрим редактирование файла исходного кода в вашем домашнем каталоге,
/home/dracula/src/fоо.с
. Каждый раз, когда производится доступ к этому файлу (например, при первом открытии, при последующей записи, при компиляции и так далее), подсистема VFS должна пройти через псе элементы каталогов в соответствии с путем к файлу:
/
,
home
,
dracula
,
src
и, наконец,
foo.c
. Для того чтобы каждый раз при доступе к этому (и любому другому) имени пути избежать выполнения данной операции, которая требует довольно больших затрат времени, подсистема VFS вначале может попытаться найти это имя пути в dentry-кэше. Если поиск проходит успешно, то необходимый конечный элемент каталога нужного пути получается без особых усилий. Если же данного элемента каталога нет в dentry-кэше, то подсистема VFS должна самостоятельно отследить путь. После завершения поиска найденные объекты dentry помещаются в кэш dcache, чтобы ускорить поиск в будущем.
Кэш dcache также является интерфейсом к кэшу файловых индексов icache. Объекты inode связаны с объектами dentry, поскольку объект dentry поддерживает положительное значение счетчика использования для связанного с ним индекса. Это в свою очередь позволяет объектам dentry удерживать связанные с ними объекты mode в памяти. Иными словами, если закэширован элемент каталога, то соответственно оказывается закэшированным и соответствующий ему файловый индекс. Следовательно, если поиск в кэше для некоторого имени пути прошел успешно, то соответствующие файловые индексы уже закэшированы в памяти.
Операции с элементами каталогов
Структура
dentry_operations
содержит методы, которые подсистема VFS может вызывать для элементов каталогов определенной файловой системы. Эта структура определена в файле
<linux/dcache.h>
следующим образом.
struct dentry_operations {
int (*d_revalidate)(struct dentry*, int);
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*);
};
Методы служат для следующих целей
•
int d_revalidate(struct dentry *dentry, int flags);
Эта функция определяет, является ли указанный объект элемента каталога действительным. Подсистема VFS вызывает эту функцию, когда она пытается использовать объект dentry из кэша dcache. Для большинства файловых систем этот метод установлен в значение
NULL
, потому что объекты dentry, которые находятся в кэше, всегда действительны.
•
int d_hash(struct dentry *dentry, struct qstr *name);
Эта функция создает значение хеш-ключа на основании указанного объекта dentry. Подсистема VFS вызывает эту функцию всякий раз, когда добавляет объект элемента каталога в хеш-таблицу.
•
int d_compare(struct dentry *dentry,
struct qstr *name1, struct qstr *name2);
Эта функция вызывается подсистемой VFS для сравнения двух имен файлов
name1
и
name2
. Большинство файловых систем используют умолчание VFS, которое соответствует простому сравнению двух строк. Для некоторых файловых систем, таких как FAT, не достаточно простого сравнения строк. Файловая система FAT не чувствительна к
регистру символов в именах файлов, поэтому появляется необходимость в реализации функции, которая при сравнении не учитывает регистр символов. Эта функция вызывается при захваченной блокировке
Эта функция вызывается подсистемой VFS, когда количество ссылок d_count указанного объекта dentry становится равным пулю. Функция вызывается при захваченной блокировке
dcache_lock
.
•
void d_release(struct dentry *dentry);
Эта функция вызывается подсистемой VFS, когда она собирается освободить указанный объект dentry. По умолчанию данная функция не выполняет никаких действий.
Эта функция вызывается подсистемой VFS, когда элемент каталога теряет связь со своим файловым индексом (например, когда этот элемент каталога удаляется с диска). По умолчанию подсистема VFS просто вызывает функцию
iput
, чтобы освободить соответствующий объект inode. Если файловая система переопределяет эту функцию, то она также должна вызывать функцию
iput
в дополнение к специфичной для файловой системы работе.
Объект file
Последним из основных объектов подсистемы VFS рассмотрим объект файла. Объект File используется для представления файлов, которые открыты процессом. Когда мы думаем о подсистеме VFS с точки зрения пространства пользователя, то объект файла — это то, что первое приходит в голову. Процессы непосредственно работают с файлами, а не с суперблоками, индексами или элементами каталогов. Не удивительно, что информация, которая содержится в объекте file, наиболее привычна (такие данные, как режим доступа или текущее смещение), а файловые операции очень похожи на знакомые системные вызовы, такие как
read
и
write
.
Объект файла — это представление открытого файла, которое хранится в оперативной памяти. Объект (а не сам файл) создается в ответ на системный вызов
open
и уничтожается в результате системного вызова
close
. Все вызовы, связанные с файлом, на самом деле являются методами, которые определены в таблице операций с файлом. Так как несколько процессов могут одновременно открыть и использовать один и тот же файл, то для одного файла может существовать несколько объектов file. Файловый объект просто представляет открытый файл с точки зрения процесса. Этот объект содержит указатель на соответствующий элемент каталога (который, в свою очередь, указывает на файловый индекс), представляющий открытый файл. Соответствующие объекты inode и dentry, конечно, являются уникальными.
Файловый объект представляется с помощью структуры
struct file
, которая определена в файле
<linux/fs.h>
. Рассмотрим поля этой структуры с комментариями, которые описывают назначение каждого поля.
struct file {
struct list_head f_list; /* список объектов file */
struct dentry *f_dentry; /* связанный объект dentry */