Роберт Лав - Разработка ядра Linux

struct qstr *name1, struct qstr *name2);

Эта функция вызывается подсистемой VFS для сравнения двух имен файлов name1и 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 dcache_lock [73] А также при захваченной блокировке dentry->d_lock . — Примеч. перев . .

• int d_delete(struct dentry *dentry);

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.

• void d_iput(struct dentry *dentry, struct inode *inode);

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.

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 . 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 */

struct vfsmount *f_vfsmnt; /* связанная смонтированная

файловая система */

struct file_operations *f_op; /* таблица файловых операций */

atomic_t f_count; /* счетчик ссылок на этот объект */

unsigned int f_flags; /* флаги, указанные

при вызове функции open */

mode_t f_mode; /* режим доступа к файлу */

loff_t f_pos; /* смещение в файле

(file pointer, offset) */

struct fown_struct f_owner; /* информация о владельце для обработки

сигналов */

unsigned int f_uid; /* идентификатор пользователя владельца, UID */

unsigned int f_gid; /* идентификатор группы владельца, GID */

int f_error; /* код ошибки */

struct file_ra_state f_ra; /* состояние предварительного считывания */

unsigned long f_version; /* номер версии */

void *f_security; /* модуль безопасности */

void *private_data; /* привязка для

драйвера терминала */

struct list_head f_ep_links; /* список ссылок eventpoll

(опрос событий) */

spinlock_t f_ep_lock; /* блокировка eventpoll */

struct address_space *f_mapping; /* отображение в страничном кэше */

};

По аналогии с объектом элемента каталога объект файла на самом деле не соответствует никакой структуре, которая хранится на жестком диске. Поэтому в этой структуре нет никакого флага, который бы указывал, что объект изменен (dirty) и требует обратной записи на диск. Объект file указывает на связанный с ним объект dentry с помощью указателя f_dentry. Объект dentry в свою очередь содержит указатель на связанный с ним индекс файла, который содержит информацию о том, изменен ли файл.

Как и для других объектов подсистемы VFS, таблица файловых операций является важной структурой. Операции, связанные со структурой struct file, — это знакомые системные вызовы, составляющие основу системных вызовов ОС Unix.

Методы работы с файловым объектом хранятся в структуре file_operationsи определены в файле следующим образом.

struct file_operations {

struct module *owner;

loff_t (*llseek)(struct file*, loff_t, int);

ssize_t (*read)(struct file*, char*, size_t, loff_t*);

ssize_t (*aio_read)(struct kiocb*, char*, size_t, loff_t);

ssize_t (*write)(struct file*, const char*, size_t, loff_t*);

ssize_t (*aio_write)(struct kiocb*, const char*, size_t, loff_t);

int (*readdir)(struct file*, void*, filldir_t);

unsigned int (*poll)(struct file*, struct poll_table_struct*);

int (*ioctl)(struct inode*, struct file*, unsigned int, unsigned long);

int (*mmap)(struct file*, struct vm_area_struct*);

int (*open)(struct inode*, struct file*);

int (*flush)(struct file*);

int (*release)(struct inode*, struct file*);

int (*fsync)(struct file*, struct dentry*, int);

int (*aio_fsync)(struct kiocb*, int);

int (*fasync)(int, struct file*, int);

int (*lock)(struct file*, int, struct file_lock*);

ssize_t (*readv)(struct file*, const struct iovec*,

unsigned long, loff_t*);

ssize_t (*writev)(struct file*, const struct iovec*,

unsigned long, loff_t*);

ssize_t (*sendfile)(struct file*, loff_t*, size_t,

read_actor_t, void*);

ssize_t (*sendpage)(struct file*, struct page*, int,

size_t, loff_t*, int);

unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file*, unsigned long,

unsigned long, unsigned long, unsigned long);

int (*check_flags)(int flags);

int (*dir_notify)(struct file *filp, unsigned long arg);

int (*flock)(struct file *filp, int cmd, struct file_lock *fl);

};

Файловые системы могут реализовать уникальную функцию для каждой из этих операций или использовать общий существующий метод. Общие методы нормально работают для обычных Unix-подобных файловых систем. Разработчики файловых систем не обязаны реализовать все эти функции, хотя основные методы должны быть реализованы. Если какой-либо метод не представляет интереса, то его можно установить в значение NULL.