核心隨記四檔案系統 1

任務管理、記憶體管理和檔案系統是核心最為核心的部分。其中記憶體管理最為複雜，檔案系統最為龐大。核心通過引入虛擬檔案系統，從而支援數十種不同的檔案系統，不得不讓人感嘆linux以及它顯示出的開源的力量的強大。

虛擬檔案系統(virtual filesystem)，也可以稱為虛擬檔案系統轉換(virual filesystem switch ，簡稱vfs)，是linux強大的集中體現。linux通過vfs可以處理幾十種特定的檔案系統，它在核心中的位置如下：

5.1、資料結構

虛擬檔案系統所隱含的主要思想在於引入了乙個通用的檔案模型，這個模型能夠表示所有支援的檔案系統。該模型嚴格遵守傳統unix檔案系統提供的檔案模型。通用檔案模型由下列關鍵物件組成：

(1) 超級塊（superblock）物件：

存放系統中已安裝檔案系統的有關資訊。對於基於磁碟的檔案系統，這類物件通常對應於存放在磁碟上的檔案系統控制塊,也就是說,每個檔案系統都有乙個超級塊物件。

(2) 索引節點（inode）物件：

存放關於具體檔案的一般資訊。對於基於磁碟的檔案系統，這類物件通常對應於存放在磁碟上的檔案控制塊(fcb),也就是說,每個檔案都有乙個索引節點物件。每個索引節點物件都有乙個索引節點號,這個號唯一地標識某個檔案系統中的指定檔案。

(3) 目錄項（dentry）物件：

存放目錄項與對應檔案進行鏈結的資訊。vfs把每個目錄看作乙個由若干子目錄和檔案組成的常規檔案。

(4) 檔案(file)物件：

存放開啟檔案與程序之間進行互動的有關資訊。這類資訊僅當程序訪問檔案期間存在於記憶體中。

程序與vfs之間的互動：

5.1.1、超級塊物件

code

//vfs超級塊(fs/fs.h)

struct

super_block ;

//超級塊鍊錶(fs/super.c)

list_head(super_blocks);

//超級塊操作函式

struct

super_operations ;

//include/linux/fs.h

//檔案系統型別

struct

file_system_type ;

超級塊和檔案系統型別的關係如下：

5.1.2、inode物件

code

//索引節點物件(fs/fs.h)

struct

inode u;

#ifdef __need_i_size_ordered

seqcount_t i_size_seqcount;

#endif

};//

fs/inode.c

list_head(inode_in_use);

//正在使用的索引節點鍊錶

list_head(inode_unused);

//有效未使用的索引節點鍊錶

//索引節點物件存放的雜湊表

static

struct

hlist_head

*inode_hashtable;

//索引節點快取

static

kmem_cache_t

*inode_cachep;

//索引節點操作函式

struct

inode_operations ;

索引節點與超級塊的關係：

5.1.3、目錄項物件

code

//include/linux/dcache.h

struct

dentry ;

//目錄項物件快取

static

kmem_cache_t

*dentry_cache;

//目錄項物件雜湊表

static

struct

hlist_head

*dentry_hashtable;

/***所有"未使用"目錄項物件都存放在乙個lru雙向鍊錶中.該變數存放lru鍊錶的首元素和尾元素的位址.

*/static

list_head(dentry_unused);

struct

dentry_operations ;

超級塊、索引節點與目錄項的關係:

5.1.4、檔案物件

code

//檔案物件(fs/fs.h)

struct

file ;

超級塊、索引節點、目錄項和檔案物件的關係：

5.2、與程序相關的資料結構

//include/linux/namespace.h

//命名空間

struct

namespace;//

include/linux/fs_struct.h

struct

fs_struct ;

//include/linux/file.h

//程序開啟的檔案表

struct

files_struct ;

//include/linux/sched.h

struct

task_struct

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