14、UNIX文件系统：VFS/Vnode架构解析

UNIX文件系统：VFS/Vnode架构解析

1. Sun VFS/Vnode架构概述

Sun VFS/Vnode架构是在Sun Microsystem的SunOS操作系统上开发的。该架构的出现源于对多文件系统类型支持的需求，其设计目标主要有以下四点：
- 明确划分文件系统独立层和文件系统依赖层，且两者接口需清晰定义。
- 支持多种文件系统，包括本地磁盘文件系统（如4.2BSD快速文件系统）、非UNIX文件系统（如MS - DOS）、无状态文件系统（如NFS）和有状态文件系统（如RFS）。
- 能够支持远程文件系统（如NFS和RFS）的服务器端。
- 文件系统操作应具有原子性，避免使用锁来涵盖多个操作。

为实现这些目标，该架构移除了对全局数据的需求，使接口可重入。例如，不再将文件系统相关数据存储在用户区（如u_base和u_count），错误处理也不再设置u_error，而是明确返回错误值。

2. 主要组件及接口

2.1 VFS和vnode接口

该架构在文件系统独立层和依赖层之间有两套接口：
- VFS接口通过一组vfsops访问，用于操作整个文件系统。
- vnode接口通过一组vnops（也称为vnodeops）访问，用于操作单个文件。

2.2 vnode结构

由于架构涵盖非UNIX和非磁盘文件系统，传统的内存inode已无法满足需求，因此引入了vnode。其结构包含以下字段：
| 字段 | 说明 |
| ---- | ---- |
| v_flag | 包含多种标志，如VROOT表示根目录，VN