Module inode

os::vfs

Module inode 

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Inode 抽象层 - VFS 存储层接口

该模块定义了文件系统的底层存储接口，提供无状态的文件和目录访问能力。

§组件

  • Inode trait：文件/目录的核心操作接口
  • InodeMetadata：文件元数据（大小、权限、时间戳等）
  • InodeType：文件类型枚举（普通文件、目录、符号链接等）
  • FileMode：POSIX 兼容的权限位
  • DirEntry：轻量级目录项（用于 readdir）

§与 File trait 的关系

方面File (会话层)Inode (存储层)
状态有状态 (offset、flags)无状态
方法read(buf)read_at(offset, buf)
实例每次 open 创建新实例多个 File 可共享同一 Inode
职责维护会话状态提供存储访问

§为什么 Inode 是无状态的?

无状态设计使得：

  • 同一文件可被多次打开，各自维护独立的 offset
  • 硬链接可以共享同一个 Inode
  • 多线程读写时无需锁定 Inode（offset 由 File 管理）
File { offset: 0 }  ──┐
                      ├──> Inode { data: [...] }
File { offset: 100 }──┘

§设计要点

§随机访问

所有读写方法都携带 offset 参数，支持真正的随机访问：

// 可以乱序访问，不影响彼此
inode.read_at(100, &mut buf1)?;  // 读取位置 100
inode.read_at(0, &mut buf2)?;    // 读取位置 0

§幂等性

读取操作应该是幂等的（多次调用返回相同结果）：

let n1 = inode.read_at(0, &mut buf)?;
let n2 = inode.read_at(0, &mut buf)?;
assert_eq!(n1, n2);  // 相同的读取结果

§目录操作

Inode 不仅支持文件读写，还支持目录操作：

  • lookup(name) - 查找子项
  • create(name) - 创建文件
  • mkdir(name) - 创建目录
  • unlink(name) - 删除文件
  • readdir() - 列出目录内容

§使用示例

use vfs::{Inode, FileMode};

// 1. 读写文件
let mut buf = [0u8; 512];
let n = inode.read_at(0, &mut buf)?;
inode.write_at(512, b"hello")?;

// 2. 目录操作
let child_inode = parent_inode.lookup("file.txt")?;
parent_inode.create("new.txt", FileMode::S_IFREG | FileMode::S_IRUSR)?;

// 3. 获取元数据
let metadata = inode.metadata()?;
println!("大小: {}, 类型: {:?}", metadata.size, metadata.inode_type);

Structs§

DirEntry
轻量级目录项（readdir 返回）
FileMode
文件权限和类型（与 POSIX 兼容）
InodeMetadata
文件元数据

Enums§

InodeType
文件类型

Traits§

Inode
文件系统底层存储接口