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一般的Linux书籍都是先讲解进程和内存相关的知识,但我想先讲解文件系统。第一,因为我就是做文件系统的,更擅长这一块,其他模块的内容我还要再去好好看看书,毕竟不能误人子弟嘛;第二,是因为文件系统模块更接近于用户态,是相对比较好理解的内容(当然想深入还是要下大功夫的),由文件系统入手比较适合初学者。
虚拟文件系统英文全称Virtual file system,缩写为VFS,又称为虚拟文件切换系统(virtual filesystem switch)。所有的文件系统都要先经过虚拟文件系统层,虚拟文件系统相当于制定了一套规则,如果你想写一个新的文件系统,只需要遵守这套规则就可以了。
VFS虽然是用C语言写的,但使用了面向对象的设计思路。
超级块对象中最重要的一个成员是s_op
,也是面向对象思想的一个体现,超级块操作函数表结构体也是定义在文件include/linux/fs.h
中。也不需要背,用到时查一下就可以。
struct super_operations {
struct inode *(*alloc_inode)(struct super_block *sb); // 创建和初始化一个新的索引节点对象
void (*destroy_inode)(struct inode *); // 销毁索引节点
void (*free_inode)(struct inode *); // 释放索引节点
void (*dirty_inode) (struct inode *, int flags); // 索引节点脏(也就是数据被修改了)时调用,日志更新(如ext4的jbd2)
int (*write_inode) (struct inode *, struct writeback_control *wbc); // 将索引节点写入磁盘
int (*drop_inode) (struct inode *); // 最后一个索引节点的引用释放后调用,普通unix文件系统不会定义这个函数
void (*evict_inode) (struct inode *); // 从磁盘删除索引节点
void (*put_super) (struct super_block *); // 释放超级块,要持有超级块锁
int (*sync_fs)(struct super_block *sb, int wait); // 文件系统的元数据与磁盘同步
int (*freeze_super) (struct super_block *, enum freeze_holder who);
int (*freeze_fs) (struct super_block *);
int (*thaw_super) (struct super_block *, enum freeze_holder who);
int (*unfreeze_fs) (struct super_block *);
int (*statfs) (struct dentry *, struct kstatfs *); // 获取文件系统状态
int (*remount_fs) (struct super_block *, int *, char *); // 指定新的选项重新安装文件系统
void (*umount_begin) (struct super_block *); // 中断安装操作,目前只有网络相关的文件系统以及fuse实现了
int (*show_options)(struct seq_file *, struct dentry *);
int (*show_devname)(struct seq_file *, struct dentry *);
int (*show_path)(struct seq_file *, struct dentry *);
int (*show_stats)(struct seq_file *, struct dentry *);
#ifdef CONFIG_QUOTA
ssize_t (*quota_read)(struct super_block *, int, char *, size_t, loff_t);
ssize_t (*quota_write)(struct super_block *, int, const char *, size_t, loff_t);
struct dquot **(*get_dquots)(struct inode *);
#endif
long (*nr_cached_objects)(struct super_block *,
struct shrink_control *);
long (*free_cached_objects)(struct super_block *,
struct shrink_control *);
void (*shutdown)(struct super_block *sb);
};
注意在C语言的实现中,如果要获取struct super_block *
父对象,必须要传入指针。