[文件系统]文件系统学习笔记（三）---目录项缓存dentry

目录项缓存---dentry
linux使用目录项缓存（dentry缓存）来快速访问此前的查找操作的结果，

struct dentry {
    atomic_t d_count;//目录项对象引用计数器
    unsigned int d_flags; /* protected by d_lock */
    spinlock_t d_lock; /* per dentry lock */
    struct inode *d_inode; /* Where the name belongs to - NULL is
    struct hlist_node d_hash; /* 链接到dentry cache的hash链表 */
    struct dentry *d_parent; /* 指向父dentry结构的指针 */
    struct qstr d_name;//文件名
    struct list_head d_lru; /* LRU list */
    union {
        struct list_head d_child; /* child of parent list */
        struct rcu_head d_rcu;
    } d_u;
    struct list_head d_subdirs; /* 是子项的链表头，子项可能是目录也可能是文件，所有子项都要链接到这个链表， */
    struct list_head d_alias; /* inode alias list */
    unsigned long d_time; /* used by d_revalidate */
    struct dentry_operations *d_op;
    struct super_block *d_sb; /* The root of the dentry tree */
    void *d_fsdata; /* fs-specific data */
    int d_mounted; /*表示dentry是否是一个挂载点，如果是挂载点，该成员不为0
    unsigned char d_iname[DNAME_INLINE_LEN_MIN]; /* small names */
};

每个目录项对象都有四种状态，分别为：
空闲状态：该状态目录项对象不包含有效信息，没有被VFS使用
未使用状态：当前没有被内核使用，d_count的值为0，d_inode任然指向相关的索引节点
正在使用状态：正在被使用，d_count的值大于0，d_inode任然指向相关的索引节点
负状态：与目录项关联的索引节点不存在，相应的磁盘索引节点已经被删除。

dentry结构的主要用途是建立文件名和相关inode节点之间的关联，dentry结构中三个成员用于该目的。
d_inode是指向相关inode实例的指针
d_name指定了文件的名称
如果文件名只是有少量的字符组成，则保存在d_iname中，以方便加速访问，短文件名一般不操作16个字符


dentry缓存组织：
每个由VFS发送到底层实现的请求，都会导致创建一个新的dentry对象，这些对象保存在一个缓存中，在下一次需要的时候可以更加快速访问，dentery在内存中组织主要涉及以下两个部分
（1）一个散列表包含了多有的dentry对象，由dentry_hashtable数组实现，每个数组元素是指向一个链表的指针，这种链表就是将具有相同散列值的目录项进行散列形成的。

（2）一个LRU（最近最少使用）的链表，

dentry的作用分析

a,每个文件的dentry链接到父目录的dentry,形成了文件系统的结构树。比如有一个目录/usr，也就是usr的dentry的d_child成员链接到根目录/的dentry的d_subdirs成员。通过父目录查找目录下的子目录是通过hash表查找的。
b,所有的dentry都指向一个dentry_hashtable。dentry_hashtable是一个数组，数组成员是hash链表的数据结构，如果某个文件已经打开过，那么内存中就应该有该文件的dentry结构，并且该dentry被链接到dentry_hashtable数组的某个hash链表头。