在Linux中，我该如何获取一个inode的生成编号？

Question

简介：我想从用户空间获取Linux（或至少是ext4）文件的生成编号（i_generation）。或者，作为替代方案，获取“出生时间”（文件创建时间）。

我正在尝试编写一个双向文件同步程序（也称为Unison），但没有中央数据库（很容易，只需在同步根中存储数据）并保留文件移动（如果要支持所有怪异情况（例如将文件移出随后被删除的目录），则非常难以正确处理）。

有一种方法可以唯一地识别文件，这将极大地简化事情。我知道如何通过stat获得inode和设备号，但由于inode可能会被重用（我自己见过这种情况），因此我想使用更稳定的唯一标识。

我已经阅读了有关NFS使用“生成编号”来唯一标识文件的文章。在NFS中，（st_ino，i_generation）组合用于唯一标识文件句柄，跨重启和服务器崩溃（或至少防止重复使用相同的文件句柄导致可能的数据损坏）。

我还没有成功地获取到这个数字。这份ext4文档似乎表明可以从一个ext4文件系统中获取这个数字，但是我无法从用户空间获取它（我不会在内核空间运行这个简单的程序）。请参见EXT4_IOC_GETVERSION。我在我的系统（LMDE，Debian测试版）中找不到适当的头文件。我找到了两个选项：

1. 尝试使用内核中的一个 - 失败并显示不应该从用户空间使用。
2. 尝试在<linux/ext2_fs.h>中使用EXT2_IOC_GETVERSION - 返回EBADF(errno 9)。也许是因为我正在尝试从EXT4文件系统获取EXT2信息？或者可能是我在使用ioctl时做错了什么，这是我第一次尝试使用它。文件已经正确打开，因为在我的情况下，open调用返回3（应该是有效的）。

代码如下：

#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <linux/ext2_fs.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main () {
    int fileno = open("generation.c", O_RDONLY);
    printf("fileno: %d\n", fileno);
    int generation = 0;
    if (ioctl(EXT2_IOC_GETVERSION, fileno, &generation)) {
        printf("errno: %d\n", errno);
    }
    printf("generation: %d\n", generation);
}

这段代码在Ubuntu 12.04上报错(errno=9)，在LMDE（Debian Testing）上编译时会出现编译错误(EXT2_IOC_GETVERSION未找到)。

另一种方法是获取文件的创建时间(crtime或btime/birth time)，但我所有的谷歌搜索结果都表明在Linux的用户空间中似乎无法获取此信息(IIRC FreeBSD有一个系统调用可以实现)。我更喜欢使用crtime，因为crtime可能比生成号码更具可移植性(到Windows)。

我知道这将依赖于系统。当找不到唯一的inode(或者在USB闪存上常见的FAT中根本没有inode)时，我希望有一个后备方案。

inotify不是一个选项。它是一个程序，在文件被修改后同步文件，类似于rsync单向同步。而不像Dropbox那样在后台监视文件变化。

如果没有办法获取这些数字，我也会接受这个答案(当然需要适当的文档支持) :)

- ayke

Answer 1

我找到了解决方案。我交换了fileno和ioctl的调用（显然C语言在这里进行了一些自动类型转换）。

正常工作的代码如下：

#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <linux/fs.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main () {
    int fileno = open("generation.c", O_RDONLY);
    printf("fileno: %d\n", fileno);
    int generation = 0;
    if (ioctl(fileno, FS_IOC_GETVERSION, &generation)) {
        printf("errno: %d\n", errno);
    }
    printf("generation: %d\n", generation);
}

使用FS_IOC_GETVERSION可让大多数常见的Linux文件系统正常工作，但不包括vfat和ntfs（至少在内核源代码中看起来是这样，因为它们可能不支持生成编号）。

来自coreutils（tarball中的src/copy.c）的这个片段让我思考：

/* Perform the O(1) btrfs clone operation, if possible.
   Upon success, return 0.  Otherwise, return -1 and set errno.  */
static inline int
clone_file (int dest_fd, int src_fd)
{
#ifdef __linux__
# undef BTRFS_IOCTL_MAGIC
# define BTRFS_IOCTL_MAGIC 0x94
# undef BTRFS_IOC_CLONE
# define BTRFS_IOC_CLONE _IOW (BTRFS_IOCTL_MAGIC, 9, int)
  return ioctl (dest_fd, BTRFS_IOC_CLONE, src_fd);
#else
  (void) dest_fd;
  (void) src_fd;
  errno = ENOTSUP;
  return -1;
#endif
}

- ayke