转载自:https://blog.csdn.net/wudongxu/article/details/6436869
参考文献:
《Linux内核设计与实现》
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-vfs/
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-linux-filesystem/
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-read/index.html
1、重要概念
“一切皆是文件”是 Unix/Linux 的基本哲学之一。不仅普通的文件,目录、字符设备、块设备、套接字等在 Unix/Linux 中都是以文件被对待;它们虽然类型不同,但是对其提供的却是同一套操作界面。另外所谓的块设备:是指支持随机访问的存储设备;与此相对应的是字符设备,它只支持顺序访问。另外Linux将文件的相关信息和文件本身这两个概念加以区分(实际上就是元数据和文件本身存储的数据分别),这两者在磁盘上都需要存储,前者经常又被称为inode节点,后者才是实际的文件内容,但必须通过前者才能找到该文件实际存放的磁盘位置,及操作方法。
VFS使得可以通过使用同一套文件 I/O 系统调用即可对 Linux 中的任意文件进行操作而无需考虑其所在的具体文件系统格式;更进一步,对文件的操作可以跨文件系统而执行。如我们可以使用 cp 命令从 vfat 文件系统格式的硬盘拷贝数据到 ext3 文件系统格式的硬盘;而这样的操作涉及到两个不同的文件系统。不同的文件系统块大小可能不一样(在超级块中定义),一般大多数文件系统使用512B。VFS即虚拟文件系统是Linux文件系统中的一个抽象软件层;因为它的支持,众多不同的实际文件系统才能在Linux中共存,跨文件系统操作才能实现。VFS借助它四个主要的数据结构即超级块、索引节点、目录项和文件对象以及一些辅助的数据结构,向Linux中不管是普通的文件还是目录、设备、套接字等都提供同样的操作界面,如打开、读写、关闭等。只有当把控制权传给实际的文件系统时,实际的文件系统才会做出区分,对不同的文件类型执行不同的操作。由此可见,正是有了VFS的存在,跨文件系统操作才能执行,Unix/Linux中的“一切皆是文件”的口号才能够得以实现。
VFS 在内核中与其他文件系统的关系
文件系统的三个操作过程:
注册: 向内核报到声明自己能被内核支持。一般在编译内核的时侯注册;也可以加载模块的方式手动注册。注册过程实际上是将表示各实际文件系统的数据结构struct file_system_type 实例化。
创建: 以某种方式格式化磁盘的过程就是在其之上建立一个文件系统的过程。创建文现系统时,会在磁盘的特定位置写入关于该文件系统的控制信息,即向磁盘写超级块。
安装: 也就是我们熟悉的mount操作,将文件系统加入到Linux的根文件系统的目录树结构上;这样文件系统才能被访问,通过目录来查找。