路径解析、打开与元数据操作

1. namei.c

namei 把用户路径字符串解析为 struct path。nameidata 保存当前位置、root、flags、符号链接栈和 RCU 状态。

主链：

filename_lookup/path_parentat
 -> path_init()
 -> link_path_walk()
 -> walk_component()
      -> lookup_fast()
      -> lookup_slow() -> inode_operations->lookup
 -> complete_walk()

2. RCU-walk 与 ref-walk

RCU-walk 不对每个 dentry/mount 获取常规引用，使用 sequence counter 检测 rename/mount 变化，适合 dcache 热命中。遇到：

• cache miss；
• filesystem revalidate 需阻塞；
• 权限或 automount；
• 复杂 symlink；
• sequence 不稳定，

会 unlazy_walk() 转为 ref-walk。

3. open

openat/openat2
 -> do_sys_openat2()
 -> get_unused_fd_flags()
 -> do_filp_open()
 -> path_openat()
 -> open_last_lookups()
 -> do_open()
 -> may_open/security_file_open
 -> vfs_open()/do_dentry_open()
 -> fd_install()

openat2 的 RESOLVE_* 可限制 symlink、mount crossing、beneath/in-root，适合安全沙箱，不能用字符串前缀检查替代。

4. 创建与删除

• vfs_create() / vfs_mkdir()
• vfs_unlink() / vfs_rmdir()
• vfs_link() / vfs_symlink()
• vfs_mknod()
• vfs_rename()

VFS 先做 mount read-only、权限、LSM、sticky bit、delegation 等检查，再调用目标目录 inode_operations。

5. rename

rename 是路径并发最复杂操作之一：

• 锁父目录 inode；
• 防止目录环；
• 处理 exchange/noreplace/whiteout；
• 更新 dcache；
• 调 filesystem transaction；
• 触发 fsnotify。

跨 superblock rename 返回 EXDEV。用户态需 copy+fsync+unlink 才能跨文件系统移动，但这不具备单步原子性。

6. 符号链接和 mount crossing

path walk 同时处理：

• absolute/relative path；
• .、..；
• symlink depth；
• bind mount 和 mountpoint；
• chroot/root；
• automount；
• managed dentry。

容器安全依赖 mount namespace 和 openat2 约束，而不仅是 realpath()。

7. 权限与 credential

检查基于调用时 credential、inode mode/ACL、mount flags、idmapped mount、LSM。打开后的 file->f_cred 保存 open 时凭据，后续某些操作不简单使用当前线程新凭据。

8. 性能

路径热点主要受：

• dcache/inode cache 命中；
• 目录索引实现；
• negative dentry；
• LSM/ACL；
• 网络文件系统 revalidate；
• rename 和目录锁竞争；
• 冷缓存存储延迟。

drop_caches 会破坏正常缓存，不应作为性能优化。