从文件 I/O 看 Linux 的虚拟文件系统

最新推荐文章于 2025-12-28 16:25:57 发布
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#Linux #数据结构

本文介绍了Linux中虚拟文件系统(VFS)的概念及其核心数据结构,并深入探讨了VFS如何支持不同文件系统间的文件操作,包括sys_open和sys_read等系统调用的具体实现过程。
Linux 允许众多不同的文件系统共存，并支持跨文件系统的文件操作，这是因为有虚拟文件系统的存在。虚拟文件系统，即VFS（Virtual File System）是 Linux 内核中的一个软件抽象层。它通过一些数据结构及其方法向实际的文件系统如 ext2，vfat 提供接口机制。本文在简要介绍 VFS 的相关数据结构后，以文件 I/O 为切入点深入 Linux 内核源代码，追踪了 sys_open 和 sys_read 两个系统调用的代码结构，并在追踪的过程中理清了跨文件系统的文件操作的基本原理和“一切皆是文件”的口号得以实现的根本。
kitsion
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Linux文件I/O实验报告
紫薇泠雪的博客
04-01 4828
任务1 在当前用户目录下创建数据文件student.txt，文件的内部信息存储格式为Sname:S#:Sdept:Sage:Ssex，即“姓名:学号:学院:年龄:性别”，每行一条记录，输入不少于10条学生记录，其中包括学生本人记录。编写程序task41.c，从文件中查找Sdept字段值为“计算机与网络安全学院”的文本行，输出到文件csStudent.txt中，保存时各字段顺序调整为S#:Sname:Sage: Ssex:Sdept。提示：从终端读入一个文本行到字符串 char buf[MAXSIZE]可调用
从文件 I/O 看Linux 的虚拟文件系统
sunny_unix
01-30 773
吴 美清 (yolanda_wumq@hotmail.com), 研究生, 北京大学软件与微电子学院   简介： Linux 允许众多不同的文件系统共存，并支持跨文件系统的文件操作，这是因为有虚拟文件系统的存在。虚拟文件系统，即VFS（Virtual File System）是 Linux 内核中的一个软件抽象层。它通过一些数据结构及其方法向实际的文件系统如 ext2，vfat 提供接口机制。
从文件 I-O 看 Linux 的虚拟文件系统
02-05
从文件 I-O 看 Linux 的虚拟文件系统 从文件 I-O 看 Linux 的虚拟文件系统.mht
从文件 IO看 Linux 的虚拟文件系统
05-05
从文件 IO看 Linux 的虚拟文件系统
Linux 的虚拟文件系统
和大黄的博客
01-06 1582
<br />原文地址   http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-vfs/<br /> <br /> <br /> <br /><br />Linux 中允许众多不同的文件系统共存，如 ext2, ext3, vfat 等。通过使用同一套文件 I/O 系统 调用即可对 Linux 中的任意文件进行操作而无需考虑其所在的具体文件系统格式；更进一步，对文件的 操作可以跨文件系统而执行。如图 1 所示，我们可以使用 cp 命令从 vfat 文件系统格式的硬盘
Linux - 深入理解/proc虚拟文件系统：从基础到高级
小工匠
06-07 8440
通过读取/proc/stat和/proc/loadavg等文件，可以获取CPU使用情况和系统负载信息，这对于性能监控和容量规划非常有用。虚拟内存管理是系统性能优化的重要方面，通过监控/proc/vmstat文件，可以了解系统的虚拟内存使用情况，并进行相应的调优。监控系统的CPU使用情况是系统管理员的常见任务，通过读取/proc/stat文件，可以获取每个CPU的使用情况。/proc/sys/fs/file-nr文件可以用于监控系统中文件句柄的使用情况，以防止文件句柄耗尽的问题。
Linux文件系统、磁盘I/O是怎么工作的
囚牢-峰子的博客
01-13 2314
同前面讲述的CPU、内存一样，文件系统和磁盘I/O，也是Linux操作系统最核心的功能。 磁盘为系统提供了最基本的持久化存储。 文件系统则在磁盘基础上，提供了一个用来管理文件的树状结构。 文件系统 1. 索引节点和目录项 Linux中的一切都由统一的文件系统来管理，包括普通的文件和目录，以及块设备、套接字、管道等。Linux文件系统为每个文件都分配了两个数据结构，索引节点（index no...
深入理解Linux内核中的虚拟文件系统（VFS）
Linux内核研究者
11-11 3241
在这篇教程中，我们深入探讨了Linux内核中的虚拟文件系统（VFS）。VFS作为抽象层，为不同类型的文件系统提供统一接口，使上层应用可以使用相同API访问文件。我们介绍了VFS的基本概念、关键数据结构（如`super_block`、`inode`、`dentry`和`file`）、VFS的回调函数与操作接口（如`file_operations`、`inode_operations`和`super_operations`），以及一个文件系统在VFS中的注册与使用流程。希望这些内容能帮助你更好地理解和应用VFS
linux虚拟文件系统（一）-文件系统架构
jianjian的博客
07-30 3543
虚拟文件系统（简称VFS）作为内核子系统，为用户空间程序提供文件和文件系统相关的接口。
Python fcntl模块详解：文件锁与I/O控制功能全面解析
06-30
在Windows系统运行Python代码时，若出现ModuleNotFoundError: No module named 'fcntl'错误，说明代码中使用了Unix/Linux特有的fcntl模块（用于文件控制操作），而Windows不支持该模块。 解决方案： 检查代码逻辑：...
Linux下必用的I/O 操作手段I/O文件
05-26
熟悉系统调用接口和文件I/O操作是成为合格的Linux程序员的基础，也是解决实际问题的关键。在进行文件操作时，理解文件描述符、系统调用的工作原理以及如何正确使用它们，能够帮助开发者编写出更稳定、高效的代码。
数据结构--队列
最新发布
2501_90980137的博客
12-28 281
• 入队（enqueue）：在队尾添加元素，若队列满则抛出异常或进行扩容。• 出队（dequeue）：删除并返回队头元素，若队列为空则抛出异常。队列是先进先出（FIFO）的线性数据结构，元素从队尾入队，队头出队。◦ 用单链表存储元素，队头指向链表头节点，队尾指向链表尾节点。• 判空（isEmpty）：判断队列中是否存在元素。• 查看队头（peek）：返回队头元素但不删除。• 查看大小（size）：获取队列中元素的个数。• 任务排队（如打印机任务队列、线程池任务队列）1. 数组实现（顺序队列）
数据结构--哈希表
2501_90980137的博客
12-26 360
3. 扩容机制：当装填因子超过阈值时，对哈希表数组进行扩容（通常扩容为原长度的2倍），并重新计算所有元素的哈希值（重哈希）。◦ 二次探测：冲突后按 hash(key)\pm 1^2, hash(key)\pm 2^2,... 查找，缓解聚集。1. 定义：基于散列函数（哈希函数），将键（Key）映射到数组对应下标，实现高效存取的线性数据结构。1. 核心思想：哈希表数组的每个下标位置存储一个链表（或红黑树），冲突的元素直接链入对应链表。1. 散列函数的优劣直接决定哈希表的性能，需结合键的特征选择。
数据结构--栈
2501_90980137的博客
12-27 250
栈（Stack）是运算受限的线性数据结构，核心遵循「后进先出（LIFO，Last In First Out）」原则——仅允许在栈顶（开口端）进行元素的插入和删除，栈底（封闭端）无法直接操作，可类比为叠放的盘子或枪械弹匣。• 顺序栈（数组实现）：基于数组存储元素，优势是紧凑高效，缺点是固定容量易溢出（可通过动态扩容优化）；• Push（入栈/压栈）：将新元素添加到栈顶，栈顶指针上移（需先判断栈是否已满，避免溢出）；• Pop（出栈/弹栈）：移除并返回栈顶元素，栈顶指针下移（需先判断栈是否为空，避免错误）；
数据结构 可扩展哈希讲解
似流水般平静而坚定。
12-27 702
可扩展哈希表是普通哈希表的优化版本，核心解决了扩容时的性能问题。它通过局部桶分裂替代全局rehash，仅迁移满桶数据而非全部数据，避免了扩容卡顿。主要改进包括：1）按需分裂桶而非整体扩容；2）取消链表冲突处理，通过桶分裂保持查询效率O(1)；3）采用目录索引实现高效数据定位。适用于大数据量场景，在保持普通哈希表接口的同时，显著提升了扩容效率和查询稳定性。实现上包含桶和目录两个核心组件，支持动态调整，负载因子可控，是工业级应用的理想选择。
数据结构 —— 双向循环链表
2401_87687835的博客
12-26 936
哨兵位节点并不是一个实际的数据，它的存在可以简化操作，能大大提高效率；不存有效数据。即任意填入一个数据占位即可。永远存在。若不销毁，链表初始化后就永远存在。简化代码。使用哨兵位节点之后，插入第一个节点，删除最后一个节点，判断空链表等操作就不必使用繁琐的if判断，从而大大简化代码。这一点我们从后面功能的实现中就能慢慢体会到。assert(p);//哨兵位头节点//双向循环初始化我们给哨兵位塞入了0的无效数据，将前后指针都指向它本身来实现循环。
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