Linux内核编程06期：文件系统

Linux内核的哲学是：一切皆文件。

无论是普通的磁盘文件、还是鼠标、键盘、显示器、SD卡，网卡，都可以使用文件模型进行封装，通过标准的系统调用：open、close、read、write来访问。

本期课程录制背景

在嵌入式项目开发中，很多人可以很快解决工程上的问题：通过busybox制作根文件系统、格式化和挂载一个磁盘、设置root/init等启动参数去挂载不同的根文件系统，通过read/write去读写文件，但对于底层文件系统的细节可能就不是很清楚了，比如：

• busybox到底是个什么东西？
• 根文件系统和普通文件系统的区别？
• 为什么需要挂载根文件系统？
• U盘在使用前为什么要先格式化？
• 格式化到底做了什么操作？
• 数据在磁盘上是如何存储的？
• 文件系统是如何读取数据的？
• 文件系统的挂载是怎么回事？
• 设备文件是不是也算文件？
• ramdisk是什么？initrd呢？
• 什么是rootfs？initramfs？
• 根目录：/ 到底是个什么鬼？
• 根文件系统和根目录之间有什么关系？
• VFS是什么？有什么作用？
• Linux内核为什么需要VFS？

文件系统分层太多，代码复杂，一些在项目和工程中留下的细节问题，需要花很多精力去探索，才能柳暗花明，找到想要的答案。为了讲清楚以上这些细节，又不得不花大量的时间，深入内核源码层寻找答案，为了更方便学习，作者特意、画了很多流程图，结合内核源码解读，更加直观，更加方便学员理解和吸收。

 

课程详细目录

本期课程的详细课程目录：

• 00 本期课程主要内容
• 01 什么是文件系统？：设备端
• 02 磁盘的格式化与挂载
• 03 什么是文件系统？：主机端
• 04 文件系统核心数据结构：super_block
• 05 文件系统核心数据结构：inode
• 06 文件系统核心数据结构：dentry
• 07 文件系统核心数据结构：file
• 08 虚拟文件系统：VFS
• 09 文件系统的注册过程分析
• 10 文件系统的挂载（上）
• 11 文件系统的挂载（下）
• 12 文件的打开过程分析（上）
• 13 文件的打开过程分析（下）
• 14 文件创建过程分析
• 15 文件读写过程：地址空间与页缓存
• 16 文件读写过程：read内核流程分析
• 17 什么是设备文件？
• 18 设备文件的创建过程分析
• 19 设备文件打开过程分析
• 20 设备文件读写过程分析
• 21 什么是根文件系统？
• 22 根文件系统挂载（上）：rootfs
• 23 根文件系统挂载（中）：root=分析
• 24 根文件系统挂载（下）：根目录切换
• 25 使用initrd为根文件系统（上）
• 26 使用initrd为根文件系统（中）：CPIO
• 27 使用initrd为根文件系统（下）：ramdisk
• 28 使用initramfs作为根文件系统
• 29 initramfs挂载过程分析
• 30 基于内存的文件系统：tmpfs
• 31 文件系统的自动挂载
• 32 文件系统的性能指标

课程总计32课时，4.5GB，1080P超高清录制，高清无码，观看体验更好。

课程特色

全网首家尝试从文件系统的设备端(磁盘)和主机端(文件系统驱动)结合起来讲解，让学员快速树立文件系统的整体框架：文件和目录到底在磁盘上是如何存储的，通过格式化挂载实验、王老师亲手扒数据dump分析，让你一清二楚，一目了然：

主机的VFS和文件系统是如何与磁盘进行交互的，深入内核源码，探寻知识盲点和以前忽略的细节：

 

学完本期课程的预期收获

学完本期课程，你讲获得以下预期收获：

• 彻底搞清楚磁盘的格式化、挂载是怎么回事
• 学会制作嵌入式Linux的根文件系统
• 学会配置使用ramdisk、initramfs作为根文件系统
• 通过内核源码细节，真正理解VFS层的作用和意义
• 熟悉磁盘文件的创建、打开、读写内核流程
• 熟悉设备文件的创建、打开、读写内核流程
• 从磁盘到主机，树立完整的文件系统框架

《Linux内核编程》已经发布了6期，后面课程会陆续更新：

• Linux内核编程00期：入门学习指南
• Linux内核编程01期：模块机制
• Linux内核编程02期：Kbuild子系统
• Linux内核编程03期：系统调用
• Linux内核编程04期：驱动中断编程实战
• Linux内核编程05期：字符设备驱动
• Linux内核编程06期：文件系统