概要概要
Linuxシステムにはlink（link）と呼ばれる特別なファイルがあります。素人の用語では、リンクはあるファイルから別のファイルへのパスです。Linuxには、ハードリンクとソフトリンクの2種類のリンクがあります。簡単に言えば、ハードリンクは、ディスクとメモリ内のソースファイルとリンクファイルのいずれかを共有することと同じinodeです。したがって、リンクファイルとソースファイルは異なりdentryます。したがって、この機能は、ハードリンクがファイルを通過できないと判断します。システムであり、ディレクトリを作成できません。ハードリンクを作成します。まず、すべてのソフトリンクのファイル・システムにまたがることができ、そして第二に、リンクやソースファイルが異なる持って、ソフトリンクとハードリンク異なるinodeとdentry、それゆえ、プロパティと2つのファイルの内容も非常に異なっている、ファイルの内容ソフトリンクファイルがありますソースファイルファイル名。
ハードリンクの実装
ハードリンクとソフトリンクに関する前回の紹介を読んだ後、Linuxカーネルでのハードリンクとソフトリンクの実装を注意深く調べてみましょう。
このstraceツールを使用すると、ハードリンクによって呼び出された関数が確立されていることがわかりますlink()。関数のカーネルエントリはSYSCALL_DEFINE2()、実際にはsys_link()です。このエントリから始めて、実装の原則を段階的に実行します。
SYSCALL_DEFINE2(link, const char __user *, oldname, const char __user *, newname)
{
return sys_linkat(AT_FDCWD, oldname, AT_FDCWD, newname, 0);
}
sys_link()この関数は実際にはと呼ばれsys_linkat(AT_FDCWD, oldname, AT_FDCWD, newname, 0)ます。
SYSCALL_DEFINE5(linkat, int, olddfd, const char __user *, oldname,
int, newdfd, const char __user *, newname, int, flags)
{
struct dentry *new_dentry;
struct nameidata nd;
struct path old_path;
int error;
char *to;
if ((flags & ~AT_SYMLINK_FOLLOW) != 0)
return -EINVAL;
error = user_path_at(olddfd, oldname,
flags & AT_SYMLINK_FOLLOW ? LOOKUP_FOLLOW : 0,
&old_path);
if (error)
return error;
/* 查找目的链接名的父目录的dentry */
error = user_path_parent(newdfd, newname, &nd, &to);
if (error)
goto out;
error = -EXDEV;
/* 如果源和目的不是同一个文件系统，则返回错误 */
if (old_path.mnt != nd.path.mnt)
goto out_release;
/* 为链接文件创建dentry结构 */
new_dentry = lookup_create(&nd, 0);
error = PTR_ERR(new_dentry);
if (IS_ERR(new_dentry))
goto out_unlock;
error = mnt_want_write(nd.path.mnt);
if (error)
goto out_dput;
error = security_path_link(old_path.dentry, &nd.path, new_dentry);
if (error)
goto out_drop_write;
error = vfs_link(old_path.dentry, nd.path.dentry->d_inode, new_dentry);
...
return error;
}
実際、慎重に考えることができます+上の図は、ハードリンクを作成する主なものが次のとおりであることを理解できます：リンクファイル用に作成しdentry、初期化します（主にそのinode番号を初期化するため）、リンクファイルdentryをデータブロックに書き込みますの親ディレクトリの。したがって、上記のコードページは一目でわかります。コードが行う主なことは次のとおりです。
-
合法性の確認のために、我々はハードリンクは、クロスファイルシステムではないことを先に言った。これは、リンクファイルとソースファイル共有1からです。
inode、そしてinode数が同じファイルシステムに意味があります。 -
リンクされたファイルの親ディレクトリの
inode構造を取得します; -
リンクファイルの
dentry構造を作成します; -
すべての準備が整ったら、リンクファイル
dentry構造のinode番号を初期化し、親ディレクトリのデータブロックに追加します。
上記の関数に対応する上記のステップ1、2、およびステップ4のそれぞれがvfs_link()進行中の主な作業であり、コードが渡されたことを意味する引数vfs_link()は、実装のより詳細な説明を次のように作成しました。
int vfs_link(struct dentry *old_dentry, struct inode *dir, struct dentry *new_dentry)
{
struct inode *inode = old_dentry->d_inode;
int error;
if (!inode)
return -ENOENT;
/* 检查是否有创建文件目录项权限 */
error = may_create(dir, new_dentry);
if (error)
return error;
if (dir->i_sb != inode->i_sb)
return -EXDEV;
if (IS_APPEND(inode) || IS_IMMUTABLE(inode))
return -EPERM;
/* 调用具体文件系统的link，如ext3_link() */
if (!dir->i_op->link)
return -EPERM;
if (S_ISDIR(inode->i_mode))
return -EPERM;
error = security_inode_link(old_dentry, dir, new_dentry);
if (error)
return error;
mutex_lock(&inode->i_mutex);
error = dir->i_op->link(old_dentry, dir, new_dentry);
mutex_unlock(&inode->i_mutex);
if (!error)
fsnotify_link(dir, inode, new_dentry);
return error;
}
vfs_link()これは主にいくつかのパラメータチェックタスクを完了し、最後にファイルシステムlinkなどの特定のファイルシステムの実装を呼び出しext3ますext3_link()。
static int ext3_link (struct dentry * old_dentry,
struct inode * dir, struct dentry *dentry)
{
handle_t *handle;
struct inode *inode = old_dentry->d_inode;
int err, retries = 0;
/* 如果文件上的链接数过多，返回Too many links错误 */
if (inode->i_nlink >= EXT3_LINK_MAX)
return -EMLINK;
dquot_initialize(dir);
if (inode->i_nlink == 0)
return -ENOENT;
retry:
handle = ext3_journal_start(dir, EXT3_DATA_TRANS_BLOCKS(dir->i_sb) +
EXT3_INDEX_EXTRA_TRANS_BLOCKS);
if (IS_ERR(handle))
return PTR_ERR(handle);
if (IS_DIRSYNC(dir))
handle->h_sync = 1;
inode->i_ctime = CURRENT_TIME_SEC;
/* 将源文件inode上的链接数 + 1 */
inc_nlink(inode);
atomic_inc(&inode->i_count);
/* 将链接文件的dentry写入到其父目录的数据块中 */
err = ext3_add_entry(handle, dentry, inode);
if (!err) {
ext3_mark_inode_dirty(handle, inode);
d_instantiate(dentry, inode);
} else {
drop_nlink(inode);
iput(inode);
}
ext3_journal_stop(handle);
if (err == -ENOSPC && ext3_should_retry_alloc(dir->i_sb, &retries))
goto retry;
return err;
}
ext3_link()さておき、ログ関連のコンテンツの一部を入れて、リンクされ、特定の作業の完了、我々は、メインの呼び出し見ることができるext3_add_entry()リンクされたファイルにはdentry、ソースファイルと同時に、親ディレクトリ内のデータ・ブロックに追加されたinode回数を記録しますリンクファイルではdentry、これにより、ソースファイルとリンクファイルを異なるdentry構造inodeで共有するという目的が達成されます。
ソフトリンクの実装
このstraceツールを使用すると、ハードリンクを確立するために呼び出される関数がであることがわかりますsymlink()。この関数のカーネルエントリはSYSCALL_DEFINE2(symlink,...)、実際にはsys_symlink()です。このエントリから始めて、内部実装の原則を段階的に実行します。
SYSCALL_DEFINE2(symlink, const char __user *, oldname, const char __user *, newname)
{
return sys_symlinkat(oldname, AT_FDCWD, newname);
}
sys_symlink()関数が呼び出されましたsys_symlinkat(AT_FDCWD, oldname, AT_FDCWD, newname, 0)。
SYSCALL_DEFINE3(symlinkat, const char __user *, oldname,
int, newdfd, const char __user *, newname)
{
......
from = getname(oldname);
if (IS_ERR(from))
return PTR_ERR(from);
/* 查找软链接父目录结构，存于nd之中 */
error = user_path_parent(newdfd, newname, &nd, &to);
if (error)
goto out_putname;
/* 在上面查找的父目录下创建软连接dentry，作为返回值 */
dentry = lookup_create(&nd, 0);
error = PTR_ERR(dentry);
if (IS_ERR(dentry))
goto out_unlock;
error = mnt_want_write(nd.path.mnt);
if (error)
goto out_dput;
error = security_path_symlink(&nd.path, dentry, from);
if (error)
goto out_drop_write;
/* d_inode:链接文件父目录inode结构
* dentry:链接文件的dentry结构
* from:源文件名
*/
error = vfs_symlink(nd.path.dentry->d_inode, dentry, from);
......
return error;
}
コードからわかるように、基本的な関数呼び出しプロセスはsys_linkatまったく同じですが、最後の呼び出しはvfs_symlinkatです。さらに、パラメーターの意味はわずかに異なります。コードのコメントを参照してください。
/* 建立软链接
* @dir:软连接父目录inode
* @dentry:软连接的dentry
* @oldname:源文件或目录的名字
*/
int vfs_symlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry, const char *oldname)
{
int error = may_create(dir, dentry);
if (error)
return error;
if (!dir->i_op->symlink)
return -EPERM;
error = security_inode_symlink(dir, dentry, oldname);
if (error)
return error;
error = dir->i_op->symlink(dir, dentry, oldname);
if (!error)
fsnotify_create(dir, dentry);
return error;
}
最終symlink的に、特定のファイルシステムの関数は、などと呼ばれext3_symlink()ます。
//ext3建立软连接函数
//@dir:软连接的父目录的inode
//@dentry:软连接的dentry结构
//@symname:源文件名称
static int ext3_symlink (struct inode * dir,
struct dentry *dentry, const char * symname)
{
handle_t *handle;
struct inode * inode;
int l, err, retries = 0;
l = strlen(symname)+1;
if (l > dir->i_sb->s_blocksize)
return -ENAMETOOLONG;
dquot_initialize(dir);
retry:
handle = ext3_journal_start(dir, EXT3_DATA_TRANS_BLOCKS(dir->i_sb) +
EXT3_INDEX_EXTRA_TRANS_BLOCKS + 5 +
EXT3_MAXQUOTAS_INIT_BLOCKS(dir->i_sb));
if (IS_ERR(handle))
return PTR_ERR(handle);
if (IS_DIRSYNC(dir))
handle->h_sync = 1;
// 为软连接创建一个新的inode结构
inode = ext3_new_inode (handle, dir, S_IFLNK|S_IRWXUGO);
err = PTR_ERR(inode);
if (IS_ERR(inode))
goto out_stop;
if (l > sizeof (EXT3_I(inode)->i_data)) {
inode->i_op = &ext3_symlink_inode_operations;
ext3_set_aops(inode);
err = __page_symlink(inode, symname, l, 1);
if (err) {
......
}
} else {
/* 如果源文件名称不够长
* 可直接将其保存在inode的i_data中
*/
inode->i_op = &ext3_fast_symlink_inode_operations;
memcpy((char*)&EXT3_I(inode)->i_data,symname,l);
inode->i_size = l-1;
}
EXT3_I(inode)->i_disksize = inode->i_size;
/* 将链接文件的inode和dentry关联并
* 与其父目录建立关联
*/
err = ext3_add_nondir(handle, dentry, inode);
out_stop:
.....
}
ext3_symlinkログや他のモジュールに関係なく、分析の実現には次の重要なステップがあります。
- このコードは
inode、関数ext3_new_inode()に実装されているリンクファイルの構造を作成します。これは、ハードリンクとソフトリンクの最大の違いでもあります。 - リンクファイルのファイル内容はソースファイルのファイル名であり、ファイル名がそれほど長くない場合（60バイト未満）、ファイル名は
inodeデータブロックを割り当てずにファイルに直接保存されます。 - 最後に、ファイルは関連付けにリンクし、データブロックの親ディレクトリに書き込まれたファイルをリンク
inodeし、関数を呼び出します。dentrydentryext3_add_nondir()
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