linux内核源代码分析-虚拟文件系统

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虚拟文件系统

虚拟文件系统的概念 通用文件系统接口 文件系统的抽象层 UNIX文件系统 VFS对象及其数据结构 和文件系统相关的系统结构 LINUX系统中的文件

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上次课的内容回顾 内核中的时间概念 Linux中时间表示 硬件时钟和定时器 Linux下的时钟中断和相关时间应用 Linux内存页 Linux内存区 内存管理提供的服务 内存管理缓存机制 内存映射

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虚拟文件系统概念 虚拟文件系统为用户空间程序提供了文 件系统接口 设备的独立性 文件系统的独立性 VFS协同不同文件系统的工作– P151图

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通用文件系统接口 OPEN() READ() WRITE() DOS和后期系统的对比

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文件系统抽象层 VMS提供一个通用文件系统模型 例:write(f,&buf,len) P153图,VFS的位置

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UNIX文件系统 UNIX使用了四种和文件系统相关的传统 抽象概念:– – – – 文件 目录项 索引节点 安装节点(mount point)

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UNIX文件系统 本质上讲文件系统是特殊的数据分层数据结构 文件的抽象意义-一个有序数据串(有头有尾)配合读,写, 创建和删除操作. 目录的抽象意义-一个文件夹(inode) 文件的相关信息-访问权,大小,拥有者,创建时间(描述的 是文件的结构，元数据)(supper block) 安装节点(mount point)以及命名空间(结构的表示 自明性)

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VFS对象及其数据结构 面向对象的思想在文件系统设计中的应用(面向对象 的设计和面向对象的语言的关系) VFS四个主要对象类型 – 超级块对象(对应一个已安装的文件系统) – 索引节点对象(对应一个文件) – 目录对象(对应一个目录项) – 文件对象(对应由进程打开的文件) 以上每个对象对应相应的操作对象，每个操作对象中 包含一些操作(P154)

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VFS对象及其数据结构 除基本的对象外还有其他一些对象– 文件系统对象 – 安装点对象 – 进程打开的文件相关对象结构 等等

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VFS对象及其数据结构 超级块对象 存储特定文件系统的信息，通常存储在磁盘的特定扇 区，有时又叫文件系统控制块 P154-155超级块的结构 创建、管理和销毁超级块对象的代码位于fs/super.c中。 超级块的操作 定义在linux/f.h中

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VFS对象及其数据结构 索引节点对象包含了内核在操作文件和目录时需要的全部信息。虚拟文件系统 以次对应各种文件系统的磁盘索引信息；若没有则文件系统 要提取出这些信息 P158

索引节点操作P159

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VFS对象及其数据结构 目录项对象– VFS把目录当文件对待(/bin/vi中bin和vi都属于文件，一个是 特殊的目录文件，一个是普通文件) 结构定义在<linux/dcache.h>中 <linux/dcache.h> P162

目录项的状态 被使用、未被使用、负状态 目录项缓存 被使用的目录项链表、最近被使用的

双向链表、HASH 表

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VFS对象及其数据结构 目录项的操作 P163

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VFS对象及其数据结构 文件对象 表示已打开的文件。 P165 文件操作

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VFS对象及其数据结构 和文件系统相关的其他数据结构 file_system_type vfs_mount 和进程相关的数据结构 file_struct fs_struct namespace