inode详解

inode是glusterfs中重要的数据结构之一， glusterfs用它来表示文件系统中的inode，但二者不是 等价的。

 

inode数据结构

 

先粗略看下inode数据结构定义，对它有个整体印象

 

typedef struct _inode inode_t;

struct _inode {
        inode_table_t       *table;         /* the table this inode belongs to */
        uuid_t               gfid;
        gf_lock_t            lock;
        uint64_t             nlookup;
        uint32_t             ref;           /* reference count on this inode */
        ia_type_t            ia_type;       /* what kind of file */
        struct list_head     fd_list;       /* list of open files on this inode */
        struct list_head     dentry_list;   /* list of directory entries for this inode*/
        struct list_head     hash;          /* hash table pointers */
        struct list_head     list;          /* active/lru/purge */

        struct _inode_ctx   *_ctx;    /* replacement for dict_t *(inode->ctx) */
};

 

其中 一个叫list的成员十分重要，将在后面提到，它以节点的形式插入active list或lru list或purge list中

成员hash, list都是一个节点，他们不存放任何数据，只是用来表示各种链表关系 。

成员fd_list, dentry_list 是真正的链表

 

inode与dentry的关系

 

在inode.c文件中，高频词除了inode外，还有dentry。它对应与文件系统中目录项。

dentry与inode是多对一的关系，很多dentry可以指向同一个inode。 dentry主要的数据是目录项的名字。

typedef struct _dentry dentry_t;
struct _dentry {
        struct list_head   inode_list;   /* list of dentries of inode */
        struct list_head   hash;         /* hash table pointers */
        inode_t           *inode;        /* inode of this directory entry */
        char              *name;         /* name of the directory entry */
        inode_t           *parent;       /* directory of the entry */
}; 

 

同上，inode_list，hash也只是一个节点。

 

inode.c中，另一个数据结构是inode_table, 它相当于是一个总管，管理所有inode的状态/lru/hash/内存分配/。定义请察看源文件。

 

 

 

inode 的状态转移图

 

                                ------ref-------> [active]

                              /                             / \

inode_create ---> [lru] <------unref-----     ---unref-retire------->[purge] ---->  destory                   

                              \                                                                              /

                                -------table-prune--(lru_size>lru_limit)--->--            

 

注：lru表示Least Recently Used最近最少使用算法, 网上一堆，这里就不赘述了。

 

其中active,lru,purge代表inode的三个状态， 在inode_table中定义有3个链表与之对应。

 

当inode->list在某个链表中时，就代表inode处于这种状态。

 

list_move函数负责将链表节点在不同的链表中转移。如

 

   list_move (&inode->list, &inode->table->active);

 

就表示将inode的状态设为active。

 

 

inode_ctx

 

ctx(context) 存放inode的一些私有数据，它的定义很有意思：

struct _inode_ctx {
        union {
                uint64_t    key;
                xlator_t   *xl_key;
        };
        union {
                uint64_t    value1;
                void       *ptr1;
        };
        union {
                uint64_t    value2;
                void       *ptr2;
        };
};  

 它有3个union, union在C语言中并不常见，这么高密度的出现在这里，我猜测是为了内存对齐。这样ctx结构体的大小不会随着操作系统是32位还是64位而变化，一定为3*64bit。

 

 

hash & grep

 

为了提高 inode和dentry的查找速度，作者都对他们做了hash：

 

inode使用gfid 作为hash key; dentry使用name 作为hash key。

 

hash表存放在inode_table中：  inode_hash[],  name_hash[]

 

hash查找函数为： inode_grep(...),  dentry_grep(...)