Linux内核重启后dentry消失及inode_operations清空问题求助

问题根因 #

1. struct dentry 是VFS层的内存缓存结构，不会持久化存储。系统重启后只有被用户态/内核态主动访问过的目录项才会被加载到父dentry的d_subdirs链表中，未被访问的子目录dentry不会出现在该链表中，所以你直接遍历d_subdirs只能看到根目录f1，看不到未被访问的f2、f3。
2. 你运行时绑定的struct inode_operations是内存态数据，没有写入文件系统的持久化元数据。重启后内核从磁盘加载inode时，会默认赋值对应文件系统的原生操作回调，你之前手动绑定的自定义操作自然会丢失。

修复方案 #

1. 修正目录遍历逻辑 #

不要直接遍历d_subdirs链表，改用VFS标准的目录迭代接口iterate_dir，该接口会自动触发未加载目录项的元数据加载，能返回所有实际存在的子项，参考实现：

// 自定义迭代回调处理每个子项
static int iterate_callback(struct dir_context *ctx, const char *name, int namlen, loff_t offset, u64 ino, unsigned int d_type)
{
    if (d_type == DT_DIR) {
        printk(KERN_INFO "%s <- dir (subdir f1)\n", name);
    }
    return 0;
}

// 遍历逻辑替换为
struct dir_context ctx = {.actor = iterate_callback};
err = kern_path(FULL_MAIN_DIR_NAME, LOOKUP_FOLLOW, &tmp_root);
if (err) return err;
printk(KERN_DEBUG "%s <- dir\n", tmp_root.dentry->d_name.name);
err = iterate_dir(tmp_root.dentry->d_inode, &ctx);
path_put(&tmp_root);

2. 解决inode_operations丢失问题 #

根据你的实现场景二选一：

• 如果你是开发自定义文件系统：将自定义i_op的赋值逻辑写到文件系统超级块操作的alloc_inode/read_inode回调中，每次inode从磁盘加载到内存时内核都会自动绑定你的自定义操作，重启不会丢失。
• 如果你是在现有通用文件系统上扩展功能：不要直接修改内存中inode的i_op指针，改用堆叠文件系统（类似OverlayFS的分层逻辑）在堆叠层统一实现自定义操作，只要系统启动时自动挂载你的堆叠文件系统，自定义操作就不会丢失；轻量需求也可以用eBPF hook VFS相关系统调用实现自定义逻辑。

3. 补全现有创建逻辑的缺失 #

你当前的目录创建代码中vfs_mkdir失败后的错误处理为空，必须补全错误分支的资源释放逻辑，避免内存泄漏：

err = vfs_mkdir(d_inode(path.dentry), dentry, mode);
if (err)
{
    done_path_create(&path, dentry);
    return err;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者QQa