linux内核源码分析之虚拟文件系统VFS

Posted 2022-04-02 为了维护世界和平_

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文件系统类型

VFS虚拟文件系统

VFS中主要的对象类型

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文件系统类型

1. 基于磁盘的文件系统：在非易失介质上存储文件，在多次会话间保持文件的内容。代表的有Ext2/3， FAT，Reiserfs。 解决如何将文件内容和结构存储在目录层次上。
2. 虚拟文件系统（VFS）：在内核中生成，是一种使用用户程序与用户通信的方法。proc不需要任何种类的硬件设备上分配存储空间。内核建立了层次化的结构。
3. 网络文件系统(NFS)：基于磁盘文件系统和虚拟文件系统之间的折中。运行访问另一台计算机上的数据。在此文件系统中文件的操作都通过网络连接进行。

 

VFS虚拟文件系统

• VFS 为文件系统提供了方法和抽象
• VFS提供一种结构模型，包含了文件系统所应具备的所有组件。但该模型只存在于虚拟中，必须使用各种对象和函数指针与每种文件系统适配。

VFS中主要的对象类型

• struct super_block

        超级块对象，它代表一个具体已安装文件系统，在注册文件系统时，由xxx_fill_super函数填充。

        相应的操作函数 super_block_operation

• struct inode

        索引节点对象，它代表一个具体文件；每个文件唯一的对应一个inode。

        关联操作inode_operation,包含相关数据创建，删除，查找等

• struct dentry

        目录项对象，它代表一个目录项，用来加速文件查找结果，建立文件名和inode的映射关系。

        相关操作dentry_operation，包含哈希表，比较文件名等函数指针

• struct file

        文件对象，它代表由进程打开的文件，file保存在进程fdtable的数组中，使用fd作为索引。

        相关函数file_operation，包含文件读，写，设置文件位置等操作，用户的操作通过这个入口传入到内核。

• struct file_system_type

        用来描述各种特定文件系统类型，比如ext2/3，每种文件系统，只有一个file_system_type

• struct vfsmount

        用来描述一个安装文件系统的实例，在安装点被创建，用来代表一个安装点。

• struct task_struct

        结构体中包含  fs_struct 文件系统， files_struct打开文件等信息

结构体之间的关系

结构体之间关联非常紧密下图为  进程 ，VFS， ext2之间的关系

inode 节点

查看/  /usr /usr/bin /usr/bin/cut  之间的关系

(base) root@ubuntu:/usr/lib# stat /  /usr /usr/bin /usr/bin/cut | grep Inode
Device: 801h/2049d	Inode: 2           Links: 24
Device: 801h/2049d	Inode: 4980737     Links: 11
Device: 801h/2049d	Inode: 4980738     Links: 2
Device: 801h/2049d	Inode: 4980928     Links: 1

• 根节点的Inode 为 2 ；
• /usr 与/usr/bin之间的inode相差1；

查看/usr/lib  Inode之间的关系，顺序编号

(base) root@ubuntu:/usr/lib# stat * | grep Inode
Device: 801h/2049d	Inode: 4982411     Links: 2
Device: 801h/2049d	Inode: 4982412     Links: 2
Device: 801h/2049d	Inode: 4982413     Links: 5
Device: 801h/2049d	Inode: 4982414     Links: 3
Device: 801h/2049d	Inode: 4982415     Links: 2
Device: 801h/2049d	Inode: 4982416     Links: 2

 参考视频

Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈-学习视频教程-腾讯课堂 (qq.com) 

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