内核中，vfs_fsync函数详解

时间: 2024-05-02 19:21:15 浏览: 206

linux内核API函数手册

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### Linux内核API函数手册知识点解析 #### 一、Linux VFS (Virtual File System) **1.1 目录缓存** 目录缓存是Linux VFS中的一个重要组件，用于提高目录操作的性能。 - **d_invalidate()** - 功能：使一个目录项失效。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：当目录项不再有效时调用此函数，例如在删除目录项之前。 - **d_find_alias()** - 功能：查找一个别名对应的目录项。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：在目录树中查找一个别名所指向的目录项。 - **prune_dcache()** - 功能：清理目录缓存中的无效条目。 - 参数：通常不接受参数。 - 作用：周期性地执行以释放内存资源。 - **shrink_dcache_sb()** - 功能：减少特定超级块下目录缓存的大小。 - 参数：接收一个指向`super_block`结构体的指针作为参数。 - 作用：当系统内存紧张时，可以通过此函数释放缓存空间。 - **have_submounts()** - 功能：检查目录项是否有子挂载点。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：用于确定是否可以在该目录上进行某些操作，如卸载。 - **shrink_dcache_parent()** - 功能：减少父目录缓存的大小。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：用于释放与父目录相关的缓存空间。 - **d_alloc()** - 功能：分配一个新的目录项。 - 参数：通常接收一个指向`super_block`结构体的指针作为参数。 - 作用：为新的目录项创建一个`dentry`结构体。 - **d_instantiate()** - 功能：实例化一个目录项。 - 参数：通常接收两个参数，一个是`dentry`结构体指针，另一个是指向`inode`结构体的指针。 - 作用：将目录项与文件系统的节点相关联。 - **d_alloc_root()** - 功能：为根目录分配一个目录项。 - 参数：通常接收一个指向`super_block`结构体的指针作为参数。 - 作用：为新挂载点的根目录创建一个目录项。 - **d_lookup()** - 功能：查找指定名称的目录项。 - 参数：通常接收两个参数，一个是父目录的`dentry`结构体指针，另一个是要查找的名称。 - 作用：在父目录下查找指定名称的目录项。 - **d_validate()** - 功能：验证目录项的有效性。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：确保目录项的状态符合预期。 - **d_delete()** - 功能：标记目录项为删除状态。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：将目录项标记为待删除状态。 - **d_rehash()** - 功能：重新哈希目录项。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：当目录项移动到不同的位置时更新其哈希值。 - **d_move()** - 功能：移动目录项。 - 参数：通常接收三个参数，分别是源目录项、目标父目录项以及目标名称。 - 作用：将目录项从一个父目录移动到另一个父目录。 - **__d_path()** - 功能：获取完整路径。 - 参数：接收多个参数，包括`dentry`结构体指针等。 - 作用：根据给定的目录项构建出完整的文件路径。 - **is_subdir()** - 功能：检查一个目录项是否是另一个目录项的子目录。 - 参数：通常接收两个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：确定一个目录项是否位于另一个目录项的子目录中。 - **find_inode_number()** - 功能：查找文件系统中的inode编号。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：获取指定目录项对应的inode编号。 - **d_drop()** - 功能：减少目录项的引用计数。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：减少目录项的引用计数，如果引用计数降为零，则可能删除该目录项。 - **d_add()** - 功能：增加目录项的引用计数。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：增加目录项的引用计数。 - **dget()** - 功能：获取目录项。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：获取对目录项的引用，并增加其引用计数。 - **d_unhashed()** - 功能：移除目录项的哈希索引。 - 参数：通常接收一个指向`dentry`结构体的指针作为参数。 - 作用：从哈希表中移除目录项。 **1.2 Inode处理** Inode是文件系统中的一个重要组成部分，用于存储文件的元数据。 - **__mark_inode_dirty()** - 功能：标记inode为脏状态。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：标记inode为需要同步到磁盘的状态。 - **write_inode_now()** - 功能：立即写入inode。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：强制将inode的更改同步到磁盘。 - **clear_inode()** - 功能：清除inode的状态。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：重置inode的状态字段。 - **invalidate_inodes()** - 功能：使inode失效。 - 参数：通常不接受参数。 - 作用：使inode变为未初始化状态。 - **get_empty_inode()** - 功能：获取空闲的inode。 - 参数：通常不接受参数。 - 作用：分配并返回一个未使用的inode。 - **iunique()** - 功能：检查inode是否唯一。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：确保inode在整个文件系统中是唯一的。 - **insert_inode_hash()** - 功能：插入inode到哈希表。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：将inode添加到哈希表中。 - **remove_inode_hash()** - 功能：从哈希表中移除inode。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：从哈希表中移除inode。 - **iput()** - 功能：减少inode的引用计数。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：减少inode的引用计数，如果引用计数降为零，则可能删除inode。 - **bmap()** - 功能：映射块。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`inode`结构体的指针，另一个是块号。 - 作用：查找文件系统中给定块号的物理地址。 - **update_atime()** - 功能：更新访问时间。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：更新inode的最近访问时间。 - **make_bad_inode()** - 功能：标记inode为坏状态。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：标记inode为损坏状态。 - **is_bad_inode()** - 功能：检查inode是否为坏状态。 - 参数：通常接收一个指向`inode`结构体的指针作为参数。 - 作用：判断inode是否被标记为损坏。 **1.3 注册与超级块** 超级块是文件系统的一个重要部分，用于存储文件系统的元数据。 - **register_filesystem()** - 功能：注册文件系统。 - 参数：通常接收一个指向`file_system_type`结构体的指针作为参数。 - 作用：将新的文件系统类型注册到系统中。 - **unregister_filesystem()** - 功能：注销文件系统。 - 参数：通常接收一个指向`file_system_type`结构体的指针作为参数。 - 作用：从系统中移除已注册的文件系统类型。 - **__wait_on_super()** - 功能：等待超级块准备就绪。 - 参数：通常接收一个指向`super_block`结构体的指针作为参数。 - 作用：等待超级块完成初始化过程。 - **get_super()** - 功能：获取超级块。 - 参数：通常接收一个指向`super_block`结构体的指针作为参数。 - 作用：增加超级块的引用计数。 - **get_empty_super()** - 功能：获取空超级块。 - 参数：通常不接受参数。 - 作用：分配并初始化一个新的超级块。 #### 二、Linux网络编程 **2.1 Socket缓冲区函数** Socket缓冲区函数用于管理和操作Socket缓冲区，这是Linux内核中的网络堆栈的重要组成部分。 - **skb_queue_empty()** - 功能：检查socket缓冲队列是否为空。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：确定指定的Socket缓冲队列是否为空。 - **skb_get()** - 功能：获取socket缓冲区。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：增加Socket缓冲区的引用计数。 - **kfree_skb()** - 功能：释放socket缓冲区。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：释放指定的Socket缓冲区，并递减引用计数。 - **skb_cloned()** - 功能：检查socket缓冲区是否克隆。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 选项：确定指定的Socket缓冲区是否为克隆的副本。 - **skb_shared()** - 功能：检查socket缓冲区是否共享。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：确定指定的Socket缓冲区是否与其他缓冲区共享数据。 - **skb_unshare()** - 功能：取消socket缓冲区共享。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：取消指定的Socket缓冲区与其他缓冲区的数据共享。 - **skb_peek()** - 功能：预览socket缓冲区数据。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：获取Socket缓冲区的数据指针而不改变内部状态。 - **skb_peek_tail()** - 功能：预览socket缓冲区尾部数据。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：获取Socket缓冲区尾部的数据指针而不改变内部状态。 - **skb_queue_len()** - 功能：获取socket缓冲队列长度。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：返回指定的Socket缓冲队列中的元素数量。 - **__skb_queue_head()** - 功能：获取socket缓冲队列头部元素。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：获取指定的Socket缓冲队列的第一个元素。 - **skb_queue_head()** - 功能：将元素添加到socket缓冲队列头部。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff_head`结构体的指针，另一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针。 - 作用：将指定的Socket缓冲区添加到队列头部。 - **__skb_queue_tail()** - 功能：获取socket缓冲队列尾部元素。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：获取指定的Socket缓冲队列的最后一个元素。 - **skb_queue_tail()** - 功能：将元素添加到socket缓冲队列尾部。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff_head`结构体的指针，另一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针。 - 作用：将指定的Socket缓冲区添加到队列尾部。 - **__skb_dequeue()** - 功能：从socket缓冲队列头部移除元素。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：从指定的Socket缓冲队列头部移除一个元素。 - **skb_dequeue()** - 功能：从socket缓冲队列移除元素。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：从指定的Socket缓冲队列中移除一个元素。 - **skb_insert()** - 功能：将元素插入到socket缓冲队列。 - 参数：通常接收三个参数，两个指向`struct sk_buff`结构体的指针和一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针。 - 作用：将一个Socket缓冲区插入到另一个缓冲区之前。 - **skb_append()** - 功能：将元素追加到socket缓冲队列。 - 参数：通常接收三个参数，两个指向`struct sk_buff`结构体的指针和一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针。 - 作用：将一个Socket缓冲区追加到另一个缓冲区之后。 - **skb_unlink()** - 功能：从socket缓冲队列中移除元素。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针，另一个是指向`struct sk_buff_head`结构体的指针。 - 作用：从指定的Socket缓冲队列中移除一个元素，但不释放它。 - **__skb_dequeue_tail()** - 功能：从socket缓冲队列尾部移除元素。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：从指定的Socket缓冲队列尾部移除一个元素。 - **skb_dequeue_tail()** - 功能：从socket缓冲队列尾部移除元素。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：从指定的Socket缓冲队列尾部移除一个元素。 - **skb_put()** - 功能：向socket缓冲区添加数据。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针，另一个是添加的数据长度。 - 作用：在Socket缓冲区末尾添加数据。 - **skb_push()** - 功能：向socket缓冲区头部添加数据。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针，另一个是添加的数据长度。 - 作用：在Socket缓冲区头部添加数据。 - **skb_pull()** - 功能：从socket缓冲区头部移除数据。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针，另一个是移除的数据长度。 - 作用：从Socket缓冲区头部移除指定长度的数据。 - **skb_headroom()** - 功能：获取socket缓冲区头部预留空间。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：返回Socket缓冲区头部可用于添加数据的空间大小。 - **skb_tailroom()** - 功能：获取socket缓冲区尾部预留空间。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：返回Socket缓冲区尾部可用于添加数据的空间大小。 - **skb_reserve()** - 功能：预留socket缓冲区空间。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针，另一个是预留的空间大小。 - 作用：在Socket缓冲区头部预留指定长度的空间。 - **skb_trim()** - 功能：裁剪socket缓冲区。 - 参数：通常接收两个参数，一个是指向`struct sk_buff`结构体的指针，另一个是裁剪后的数据长度。 - 作用：调整Socket缓冲区中的数据长度。 - **skb_orphan()** - 功能：使socket缓冲区成为孤儿。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：将Socket缓冲区标记为孤儿状态，意味着它不会被其他引用计数所跟踪。 - **skb_queue_purge()** - 功能：清空socket缓冲队列。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：清空指定的Socket缓冲队列。 - **__skb_queue_purge()** - 功能：清空socket缓冲队列。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff_head`结构体的指针作为参数。 - 作用：清空指定的Socket缓冲队列。 - **dev_alloc_skb()** - 功能：分配socket缓冲区。 - 参数：通常接收一个数据长度作为参数。 - 作用：分配一个指定大小的Socket缓冲区。 - **skb_cow()** - 功能：复制on-write socket缓冲区。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：创建一个写时复制的Socket缓冲区副本。 - **skb_over_panic()** - 功能：处理socket缓冲区溢出。 - 参数：通常不接受参数。 - 作用：当Socket缓冲区溢出时触发异常处理。 - **skb_under_panic()** - 功能：处理socket缓冲区不足。 - 参数：通常不接受参数。 - 作用：当Socket缓冲区不足时触发异常处理。 - **alloc_skb()** - 功能：分配socket缓冲区。 - 参数：通常接收一个数据长度作为参数。 - 作用：分配一个指定大小的Socket缓冲区。 - **__kfree_skb()** - 功能：释放socket缓冲区。 - 参数：通常接收一个指向`struct sk_buff`结构体的指针作为参数。 - 作用：释放指定的Socket缓冲区。通过以上详细分析，我们可以了解到Linux内核API函数手册中的各个函数的功能、参数及其作用。这些函数对于理解Linux内核的文件系统和网络编程至关重要，对于开发者来说是非常宝贵的参考资料。

在Linux内核中，vfs_fsync函数是用于将文件系统中的数据同步到磁盘上的函数。该函数的实现在文件系统的super_operations结构体中，其函数原型如下： ```c int (*fsync) (struct file *, loff_t, loff_t, int); ``` 其中，参数file是一个指向打开的文件的指针，loff_t是一个表示文件位置的类型，int是一个表示同步标志的类型。该函数返回值为0表示成功，否则表示错误。 vfs_fsync函数的实现会调用文件系统的fsync方法，该方法会将文件系统中的数据同步到磁盘上，以确保数据的持久化。在调用fsync方法时，需要注意同步标志的设置，以确保数据的正确性。 vfs_fsync函数的作用是非常重要的，因为在对文件进行写操作时，操作系统不会立即将数据写入磁盘，而是将数据缓存起来，等到一定时间或者缓存满了之后才会将数据写入磁盘，这就可能会导致数据的丢失。vfs_fsync函数的作用就是将缓存中的数据同步到磁盘上，以确保数据的安全。

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内核中，vfs_fsync函数详解

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