Linux内核文件系统-ext2文件系统-开发一个新文件系统的步骤

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• 作者: 陈孝松
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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。

英文全称Extended file system，翻译为扩展文件系统。Linux内核最开始用的是minix文件系统，直到1992年4月，Rémy Card开发了ext文件系统，采用Unix文件系统（UFS）的元数据结构，在linux内核0.96c版中引入。设计上参考了BSD的快速文件系统（Fast File System，简称FFS）。1993年1月0.99版本中ext2合入内核， 2001年11月2.4.15版本中ext3合入内核，2006年10月10日2.6.19版本中ext4合入内核。

相关文档网站:

• 内核仓库ext2文档
• ext4 wiki

以ext2为例，说明开发一个新文件系统所需的步骤，也可以作为学习一个文件系统的方法步骤。

1. 定义超级块结构。

• 磁盘超级块结构struct ext2_super_block，在struct file_system_type ext2_fs_type的.mount实现ext2_mount()里调用到的ext2_fill_super()中找。
• 内存超级块结构struct ext2_sb_info，赋值给struct super_block的s_fs_info成员。

2. 实现超级块操作方法ext2_sops。
3. 定义索引节点结构。

• 磁盘索引节点结构struct ext2_inode，在超级块操作方法ext2_sops的.write_inode实现函数中找。
• 内存索引节点结构struct ext2_inode_info，内嵌struct inode，在超级块操作方法ext2_sops的很多函数都可以找到。

4. 实现各种类型文件的索引节点操作方法:

• 常规文件ext2_file_inode_operations。
• 目录ext2_dir_inode_operations。
• 快速符号链接（路径名小于60字节）ext2_fast_symlink_inode_operations。
• 普通符号链接（路径名大于60字节）ext2_symlink_inode_operations。
• 其他ext2_special_inode_operations。

5. 实现dentry操作方法，ext和xfs等文件系统都没定义，nfs为nfs_dentry_operations和nfs4_dentry_operations，smb client为cifs_dentry_ops和cifs_ci_dentry_ops。
6. 实现各种类型文件的file操作方法:

• 常规文件ext2_file_operations。
• 目录ext2_dir_operations。
• 其他类型查看init_special_inode()函数。

7. 实现各种类型文件的address_space操作方法:

• 常规文件ext2_aops和ext2_dax_aops。
• 目录，ext2没定义目录相关的操作，nfs为nfs_dir_aops。
• 其他类型，如块设备def_blk_aops。

8. 定义文件系统类型ext2_fs_type。
9. 模块加载卸载方法，init_ext2_fs和exit_ext2_fs。