第八十三章：古树之躯

斩灵期

涉及内核源码：

一

林小源走到一棵古树跟前，将手掌贴在树干上。

树皮温热，像活物的皮肤。他闭上眼睛，神识渗入树干内部——眼前的景象让他倒吸一口凉气。树干内部不是木质纤维，而是一个精密的结构：核心是一个发光的球体，球体表面刻满了数字和标志。

"i_ino = 1048577，"他念出球体上最大的一行字。

"我的 inode 号，"古树开口了，声音低沉而内敛，像一个沉默多年的老者终于等到有人来问，"整个文件系统里，我是第一百零四万八千五百七十七号。"

林小源继续观察。球体表面还有其他铭文："i_mode = 0100644""i_uid = 1000""i_gid = 1000""i_size = 4096""i_nlink = 1"。

"i_mode 是什么？"

"文件类型和权限，"古树说，"0100 表示普通文件，644 表示所有者可读写，其他人只读。你看到目录的 i_mode 是 040755——开头的 040 就是目录的标志。"

林小源点了点头，又问："i_nlink 呢？"

古树沉默了一瞬，声音变得有些落寞："硬链接数。现在是 1——只有一个路标指着我。如果有人给我起第二个名字，这个数字就变成 2。减到 0 的那天，我就该倒了。"

林小源把手从树干上拿开，环顾四周。森林中每棵古树都是一个 inode，每棵树的内部结构大同小异——但铭文各不相同。有的树干上刻着"i_mode = 040755"，那是目录；有的刻着"i_mode = 0120777"，那是符号链接，树干弯曲，指向另一棵树。

"你的名字呢？"林小源忽然问，"你的 i_ino 我看到了，但你叫什么？"

古树发出一声苦笑："我没有名字。名字不长在树上。你去路口找路标——dentry 上才有名字。一棵树可以有十个路标指着它，每个路标上的名字都不一样。但树还是那棵树。"

二

林小源在森林中走了很远。

他遇到了两棵紧挨着的古树，树干几乎贴在一起。奇怪的是，两棵树的内部发光球体竟然完全相同——i_ino 都是 2097152。

"你们是同一棵树？"林小源困惑地问。

左边的树开口了："我们是硬链接。两个不同的路标，指向同一个 inode。"

右边的树接着说："你删除我，只是减掉一个路标。i_nlink 从 2 变成 1。数据还在——只要还有一个路标指着，inode 就不会释放。"

林小源伸手同时触碰两棵树干。两棵树的内部结构完全一致——权限、大小、数据块的位置，全都相同。唯一的区别是，它们各自有一个 dentry 指向自己。

"这就是硬链接的本质，"他低声说，"不是复制数据，是多一个名字。"

"对，"左边的树说，"你用 ln 命令创建硬链接，不会复制任何数据块。只是在目录里多加一个 dentry，指向同一个 inode。"

林小源蹲下来，用手指在落叶上画了一个示意图：两个方框，箭头都指向同一个圆圈。方框是 dentry，圆圈是 inode。

"那符号链接呢？"他问。

右边的树回答："符号链接是另一棵树——它有自己的 inode，但树干里存的不是数据块，是路径字符串。你读符号链接，它告诉你'去找那棵树'。硬链接是同一棵树的两个名字，符号链接是一棵指路树。"

三

林小源在森林深处找到了一棵倒下的古树。

树干已经腐朽，内部的发光球体暗淡无光。球体上的铭文模糊不清，但"i_nlink = 0"三个字依然清晰可见。

"它死了，"身后传来一个声音。

林小源回头，看到一棵年轻的古树站在他身后。年轻的树干光滑，铭文鲜亮。

"它怎么死的？"

"所有的路标都拆了，"年轻古树说，"i_nlink 归零，inode 被释放。数据块回到空闲池，inode 号回到 inode bitmap。现在这个号码可以重新分配给别人。"

林小源蹲下来，仔细观察那棵倒下的古树。他注意到，树干内部的结构还没有完全消散——数据块的痕迹还在，只是已经无人认领。

"ls -i 命令可以看到 inode 号，"年轻古树说，"你用它就能确认两个文件名是不是指向同一个 inode。如果 inode 号相同，就是硬链接。"

林小源站起身，拍了拍手上的泥土。他看着年轻古树，忽然问："你有名字吗？"

年轻古树笑了："我没有。但我知道有三个路标指着我——所以我的 i_nlink 是 3。只要还有一个路标在，我就不会倒。"

说到底，树的躯干是 inode，名字反而在路标上——这倒是反直觉。

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/*
 * struct inode 的关键字段：
 *
 *   i_ino — inode 号
 *   i_mode — 文件类型和权限
 *   i_uid, i_gid — 所有者
 *   i_size — 文件大小
 *   i_atime, i_mtime, i_ctime — 时间戳
 *   i_blocks — 占用的块数
 *   i_op — inode 操作函数表
 *   i_fop — 文件操作函数表
 *   i_mapping — address_space（页缓存）
 *
 * inode 操作 (inode_operations):
 *   create — 创建文件
 *   lookup — 查找文件
 *   link — 创建硬链接
 *   unlink — 删除文件
 *   mkdir — 创建目录
 *   rmdir — 删除目录
 *
 * inode 不包含文件名！
 * 文件名在 dentry 中。
 */

struct inode {
    unsigned long i_ino;
    unsigned short i_mode;
    unsigned int i_uid;
    unsigned int i_gid;
    long long i_size;
    unsigned long i_blocks;
    int i_nlink;  /* 硬链接数 */
};

printf("=== inode — 文件的元数据 ===\n\n");

/* 模拟几个 inode */
struct inode inodes[] = {
    {1, 040755, 0, 0, 4096, 8, 2},     /* 目录 */
    {2, 0100644, 1000, 1000, 1024, 2, 1}, /* 普通文件 */
    {3, 0100755, 0, 0, 8192, 16, 1},   /* 可执行文件 */
    {4, 0120777, 0, 0, 11, 1, 1},      /* 符号链接 */
};

const char *names[] = {"/home", "file.txt", "a.out", "link"};
int nr = sizeof(inodes) / sizeof(inodes[0]);

printf("inode 列表:\n");
printf("%-8s %-10s %-8s %-8s %-10s %-6s\n",
       "ino", "文件名", "权限", "大小", "块数", "链接");
printf("%-8s %-10s %-8s %-8s %-10s %-6s\n",
       "---", "---", "---", "---", "---", "---");

for (int i = 0; i < nr; i++) {
    printf("%-8lu %-10s %06o %-8lld %-10lu %-6d\n",
           inodes[i].i_ino, names[i],
           inodes[i].i_mode, inodes[i].i_size,
           inodes[i].i_blocks, inodes[i].i_nlink);
}

printf("\n--- inode 的关键信息 ---\n");
printf("i_ino: inode 号（唯一标识）\n");
printf("i_mode: 文件类型和权限\n");
printf("i_size: 文件大小\n");
printf("i_nlink: 硬链接数\n\n");

printf("--- inode 不包含文件名 ---\n");
printf("文件名在 dentry 中\n");
printf("一个 inode 可以有多个文件名（硬链接）\n");
printf("删除文件 = 减少 i_nlink\n");
printf("当 i_nlink = 0 时，inode 被释放\n\n");

printf("--- inode 操作 ---\n");
printf("create: 创建新文件\n");
printf("lookup: 在目录中查找文件\n");
printf("link: 创建硬链接\n");
printf("unlink: 删除文件\n");
printf("mkdir: 创建目录\n");

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道藏笔记

内核启示

inode 是文件的元数据，但有一个反直觉的地方——它不包含文件名。

inode 身上刻着文件的所有关键信息： 是 inode 号，整个文件系统里的唯一标识； 管文件类型和权限，目录是 040755，普通文件是 0100644； 是大小； 是硬链接数——减到 0 的那天，inode 就该释放了。另外还有一张操作函数表 ，里面有 create、lookup、link、unlink 这些操作。

硬链接的本质是：多个 dentry 指向同一个 inode，不同的名字，同一棵树。删除一个链接只是减少 i_nlink，数据块还在，直到 i_nlink 归零才会真正释放。所以 inode 就是文件的"躯干"，名字长在 dentry 上，数据存在磁盘上。

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破关试炼

inode 之试

本章讲古树之躯时，保存文件权限、大小、时间和数据块指针的核心对象是什么？

答对后才能继续滑动和进入下一章。

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