linux内核设计与实现读书笔记——虚拟文件系统

虚拟文件系统VFS：内核子系统，为内核用户程序提供文件和文件系统的相关接口。

一、通用文件系统接口：

可以使用通用系统调用对不同介质和文件系统进行操作。

原因：内核在底层文件系统接口建立抽象层——通用文件系统模型，包括文件系统常用功能集和行为，使得linux能够支持各种文件系统。实际文件系统通过编程提供VDS期望的抽象接口和数据结构。

流程：用户空间操作——> 虚拟文件系统接口——>实际文件系统对应的操作——>物理介质工作

二、VFS中对象&数据结构：

使用数据结构来代表通用文件对象，每个文件对象包括操作对象，操作对象描述了内核针对主要文件对象可以使用的方法，操作对象通过结构体指针实现。

1）超级块对象：代表具体的已经安装的文件系统。超级块存储文件系统的信息。

操作对象：super_operation，内核针对特定文件系统所能调用的方法。

super_block结构体定义于<linux/fs.h>，结构体中的每项是指向超级快操作函数的指针。

操作包括：创建、初始化、读、写索引节点。在VFS进程上下文中调用。

2）索引节点对象：包含了内核在操作文件或目录时需要的全部信息。

索引节点对象：inode结构体，定义在<linux/fs.h>。一个索引节点代表文件系统的一个文件。

操作对象：inode_operation，内核针对特定文件所能调用的方法。对指定索引及索引对象进行创建，符号链接，目录的操作，

3）目录项对象：目录项代表路径的组成部分，注意目录当做文件来对待。

目录项对象：路径中的每个对象都是目录项对象。由dentry结构体表示，定义在<linux/dcache.h>中，并非保存在磁盘上，根据字符串形式的路径名现场创建；状态：被使用、未被使用、负状态；目录项缓存中被使用链表。

操作对象：dentry_operation，内核针对特定目录所能调用的方法，定义在<linux/dcache.h>中。

4）文件对象

文件对象：file表示，定义在<linux/fs.h>中，打开的文件在内存中的表示，由系统调用open创建，close撤销，没有对应的磁盘数据，反过来指向索引节点。

操作对象：file_operation，内核针对进程已打开文件所能调用的方法，包括各种读写方式等。

与进程有关的数据结构：file_struct，fs_struct，namespace。

5）其它对象

file_system_type：描述文件系统类型；

vfsmount：安装点，描述暗转文件系统的实例；