关于inode，dentry结合软链接及硬链接的实验

news2025/5/10 15:21:03

一、背景

在之前的博客缺页异常导致的iowait打印出相关文件的绝对路径-CSDN博客里 2.2.3 一节里，我们讲到了file，fd，inode，dentry，super_block这几个概念，在这篇博客里，我们针对inode和dentry做一些实验，针对的是软链接和硬链接的场景。

二、实验源码及最普通常见的场景

2.1 实验源码

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/dcache.h>
#include <linux/namei.h>

// 模块参数
static char *filepath = "/tmp/testfile";  // 默认文件路径
module_param(filepath, charp, S_IRUGO);
MODULE_PARM_DESC(filepath, "Path of the file to open");

char buffer[4096];

int getfullpath(struct inode *inode)
{
    struct dentry *dentry;
	hlist_for_each_entry(dentry, &inode->i_dentry, d_u.d_alias) {
        char *path;
        path = dentry_path_raw(dentry, buffer, PAGE_SIZE);
        if (IS_ERR(path)){
            continue;   
        }
        printk("dentry name = %s , path = %s\n", dentry->d_name.name, path);
	}
    return 0;
}

static int __init my_module_init(void) {
    struct file *file;

    printk(KERN_INFO "Opening file: %s\n", filepath);

    // 打开文件
    file = filp_open(filepath, O_RDONLY, 0);
    if (IS_ERR(file)) {
        printk(KERN_ERR "Error opening file: %ld\n", PTR_ERR(file));
        return PTR_ERR(file);
    }

    getfullpath(file->f_inode);

    // 关闭文件
    filp_close(file, NULL);
    return -EINVAL;
}

static void __exit my_module_exit(void) {
    printk(KERN_INFO "Module exiting\n");
}

module_init(my_module_init);
module_exit(my_module_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Zhaoxin");
MODULE_DESCRIPTION("A simple module to read dentry from a file's inode");

2.2 源码分析

上面的源码还是比较简单的，在内核模块里打开一个文件，使用传入的filepath参数，要注意，如果用file_path这个名字会造成和内核里的file_path的符号相冲突导致编译不过的情况。

内核模块根据传入的filepath的路径（可以是相对路径）打开文件，然后使用打开的文件里的file->f_inode作为参数，传给getfullpath函数，这个getfullpath函数改造自之前的博客缺页异常导致的iowait打印出相关文件的绝对路径-CSDN博客里的 2.2.3 一节里的getfullpath函数，改得更简单，只是打印到dmesg里：

insmod ko一定会返回失败，为了方便调试，不用rmmod，可直接再运行insmod：

2.3 最普通场景的场景的运行情况

我们创建一个aa.txt文件，然后执行insmod testinode.ko filepath=aa.txt

dmesg的内容如下：

这时候，这个aa.txt就一个文件，没有创建过相关的硬链接或软链接。

三、增加一个硬链接后的运行情况

我们通过如下命令创建一个硬链接：

ln aa.txt bb.txt

然后执行一样的命令：

insmod testinode.ko filepath=aa.txt

dmesg里的内容如下：

如果用：

insmod testinode.ko filepath=bb.txt

dmesg里的内容是一样的：

可以看到，如果创建一个硬链接后，用其中任意一个符号来open文件，通过其对应的inode遍历得到的dentry全路径是一模一样的。

为了进一步做实验，我们把inode的指针也打出来：

可以从上图里看到，无论是打开aa.txt还是打开bb.txt，其inode的地址是一样的。

四、增加一个软链接后的运行情况

通过ln -s bb.txt slinkbb.txt之后，再运行抓到的dmesg情况：

可以看到用软链接的名字来open和用硬链接的名字来open，得到的file的f_inode地址是一样的，自然通过f_inode指针遍历得到的dentry也是一样的。

我们用file里的f_path.dentry来打印出其name：

	do {
        char *path;
        path = dentry_path_raw(file->f_path.dentry, buffer, PAGE_SIZE);
        if (IS_ERR(path)){
            break;
        }
        printk("[2] dentry name = %s , path = %s\n", file->f_path.dentry->d_name.name, path);
	} while(0);

得到的dmesg如下：