Linux内核API手册：VFS与目录缓存详解

"《Linux内核API手册》是关于Linux操作系统内核接口的详细文档，涵盖了各种与内核编程相关的函数、结构体和概念。此手册遵循GNU General Public License发布，旨在为开发者提供自由使用、修改和分发的权限。手册内容包括但不限于Linux虚拟文件系统（VFS）、目录缓存操作、inode查找和管理等关键部分。" 在Linux内核中，API扮演着至关重要的角色，它们是操作系统与应用程序交互的桥梁。手册中详细介绍了以下几个核心知识点： 1. **Linux虚拟文件系统（VFS）**：VFS是Linux内核的一个重要组成部分，它为不同的文件系统提供了一个统一的接口。VFS允许内核支持多种不同的文件系统，如ext4、NTFS等，而无需更改用户空间的应用程序代码。 2. **目录缓存**：为了提高文件操作的效率，Linux内核维护了一个目录缓存（dentry cache）。`d_invalidate`用于标记一个条目无效，`d_find_alias`用于查找别名，`prune_dcache`和`shrink_dcache_sb`则用于清理和缩小缓存，`have_submounts`检查子挂载点，`shrink_dcache_parent`则优化父目录的缓存。 3. **dentry结构体操作**：`d_alloc`分配一个新的dentry，`d_instantiate`将inode与dentry关联起来，`d_alloc_root`为根目录分配dentry，`d_lookup`用于查找dentry，`d_validate`验证dentry的有效性，`d_delete`删除dentry，`d_rehash`进行哈希表重哈希，`d_move`处理dentry的移动，`__d_path`获取dentry的完整路径，`is_subdir`判断是否为子目录，`find_inode_number`查找inode号，`d_drop`释放不再使用的dentry，`d_add`添加新的dentry到缓存。 4. **inode管理**：inode是Linux中存储文件元数据的结构，`d_drop`和`find_inode_number`涉及到对inode的处理。在文件系统的操作中，正确管理和查找inode对于性能至关重要。 这些API和概念构成了Linux内核的核心功能，理解和熟练使用它们对于进行内核编程、驱动开发或系统调用实现至关重要。通过深入学习Linux内核API手册，开发者可以更好地优化和调试涉及内核级别的程序，提升系统性能和稳定性。