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fstat 是否需要 Linux/ext4 上的磁盘访问权限？

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fstat 是否需要 Linux/ext4 上的磁盘访问权限？

Linux Kernel 5.3

考虑fstat定义为的系统调用int fstat(int fd, struct stat *statbuf);。fstatext4 上的系统调用是否需要磁盘访问？

我做了一些相关的研究并找到了一些信息。系统调用的内核入口点是函数vfs_statx_fd。它的实现如下所示：

int vfs_statx_fd(unsigned int fd, struct kstat *stat,
         u32 request_mask, unsigned int query_flags)
{
    struct fd f;
    int error = -EBADF;

    if (query_flags & ~KSTAT_QUERY_FLAGS)
        return -EINVAL;

    f = fdget_raw(fd);
    if (f.file) {
        error = vfs_getattr(&f.file->f_path, stat,
                    request_mask, query_flags);
        fdput(f);
    }
    return error;
}

所以我们这里得到的是unsigned int fd用户传递给系统调用的实际文件描述符，用于查找指向struct file。其定义的关键部分是

struct file {
    //...
    struct path     f_path;
    struct inode        *f_inode;   /* cached value */
    //...
}

所以我们基本上有struct file代表一个打开的文件，并且该结构包含对dentry和 的引用inode

如果我们有一个打开的文件描述符，我们是否可以仅从内存中获取所有统计信息，从而避免昂贵的磁盘访问？

更新：我尝试在free && sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches && free调用之前刷新内核缓存syscall，它不会影响 stat 系统调用的时间。所以我倾向于认为不需要磁盘访问。

答案1

在 Ext4 文件系统上，从以下位置开始的函数图vfs_statx_fd是

 0)               |  vfs_statx_fd() {
 0)               |    __fdget_raw() {
 0)   0.225 us    |      __fget_light();
 0)   0.775 us    |    }
 0)               |    vfs_getattr() {
 0)               |      security_inode_getattr() {
 0)               |        selinux_inode_getattr() {
 0)               |          __inode_security_revalidate() {
 0)               |            _cond_resched() {
 0)   0.216 us    |              rcu_all_qs();
 0)   0.575 us    |            }
 0)   0.945 us    |          }
 0)               |          inode_has_perm() {
 0)   0.356 us    |            avc_has_perm();
 0)   0.709 us    |          }
 0)   2.223 us    |        }
 0)   2.808 us    |      }
 0)               |      vfs_getattr_nosec() {
 0)               |        ext4_file_getattr() {
 0)               |          ext4_getattr() {
 0)   0.203 us    |            generic_fillattr();
 0)   0.600 us    |          }
 0)   1.040 us    |        }
 0)   1.502 us    |      }
 0)   4.854 us    |    }
 0)   6.913 us    |  }

查看所有这些函数的实现表明，没有提供磁盘 I/O。正如您猜测的那样，数据来自缓存的索引节点。

也可以看看联机fstat(2)帮助页其中提到：

笔记：出于性能和简单性的原因， stat结构中的不同字段可能包含系统调用执行期间不同时刻的状态信息。例如，如果st_mode或 st_uid被另一个进程通过调用更改chmod(2)或者chown(2)， stat()可能旧的st_mode和新的一起还st_uid，或者旧的st_uid和新的一起还st_mode。

（尽管这更多地与锁定有关，而不是与缓存有关）。

对于某些其他文件系统，AT_STATX_FORCE_SYNC可以包含在查询标志中以强制远程同步； Ceph、FUSE、NFS 和 VirtualBox 来宾共享文件夹支持此功能。

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