VFS 核心对象与生命周期

1. file_system_type

具体文件系统以 register_filesystem() 注册到 filesystems.c 的类型链表。核心回调是 init_fs_context 或旧 mount，模块所有者保证代码生命周期。

2. super_block

super.c 管理挂载实例：

• sget_fc() 查找或分配 super；
• get_tree_bdev() 绑定块设备；
• get_tree_nodev() 建立无设备实例；
• deactivate_super() / generic_shutdown_super() 卸载；
• s_umount 串行化 mount/unmount 和 freeze。

一个磁盘文件系统 super 通常包含块大小、root dentry、dirty inode、writeback、quota 和私有 s_fs_info。

3. inode

inode.c 管理 inode cache：

iget_locked()/iget5_locked()
 -> lookup inode hash
 -> miss: alloc_inode() + insert
 -> filesystem reads metadata
 -> unlock_new_inode()

i_count 归零经 iput()；无链接或 super teardown 时进入 evict()，调用 super_operations->evict_inode() 清理页缓存和磁盘资源。

inode 不是路径名。同一 inode 可被多个 hard link dentry 引用。

4. dentry

dcache.c 的 dentry 表示父目录 + 名称的 lookup 结果，可为：

• positive：d_inode != NULL；
• negative：记录不存在，缓存失败 lookup；
• disconnected/anonymous：exportfs 等特殊场景。

d_lookup() 查 hash；d_alloc() 创建；d_add() 绑定 inode；dput() 降引用；shrinker 回收未使用 dentry。

5. file

file_table.c 从 filp_cachep 分配 file，alloc_file() 绑定 path 和 operations。关键字段：

• f_path
• f_inode
• f_op
• f_flags / f_mode
• f_pos
• f_cred
• f_count

fput() 最终异步或 task-work 执行 __fput()，调用 flush/release、释放 path 和安全上下文。

6. 操作表

表	典型职责
super_operations	inode alloc/evict、sync、stat、freeze
inode_operations	lookup/create/link/unlink/rename/permission/xattr
file_operations	open/read_iter/write_iter/mmap/fsync/ioctl/poll
dentry_operations	revalidate/hash/compare/release
address_space_operations	read/write folio、dirty、writepages、invalidate

操作表通常为只读静态对象，VFS 在持有正确对象引用和锁时调用。

7. 引用关系

files_struct -> file -> path -> mount + dentry -> inode -> super_block

这些引用形成复杂图，不能按单一树理解。mount namespace、open fd、cwd、mmap、page cache、export handle 都可能延长对象寿命。

8. 回收

• file：fput/__fput
• dentry：LRU + shrink_dcache
• inode：unused LRU + prune_icache
• super：unmount + deactivate
• page cache：memory reclaim/truncate/invalidate

泄漏排查应区分 fd 引用、mount 引用、cwd/root、mmap 和内核 pin。