Linux之VFS之美

前提

本文基于Linux-2.6
本人能力有限，如有不对的地方，可直接指出。

VFS 的设计目标

Linux的VFS设计借鉴于Unix的的设计，为了统一所有的文件，网络，外设等；抽象了虚拟文件系统，为这些不同设备提供通用的操作；也屏蔽了不同文件系统之间的实现细节。

VFS 的整体结构

VFS 的组件结构

• fd：提供给用户态的一个数组下标，用于在内核中文件数组中找到对应的file。
• file：提供一些文件的操作函数，文件的权限，读取的文件的偏移量等。
• dentry：dentry也是dcache,加速了文件数的inode的查找。
• super_block: 维护了整个设备的元数据信息，例如：inode块的位图， inode的维护操作，磁盘整个块的使用情况等。
• inode: 文件的元数据信息和inode的基本操作，例如：文件大小，修改时间，文件的数据，文件目录创建操作，文件重命名操作 等
• address_space: 保存了文件在内存中的page信息，一个文件可能对应多个page，使用radix tree（基数树）的结构进行存储。

VFS的使用

普通文件

虚拟文件（eventpoll）

总结

VFS定义了统一的结构体，提供了统一的函数指针，不同的文件系统只需要提供具体的实现函数，然后挂载到相应的结构体中，类似java中的接口；在VFS的设计中c语言的函数指针和数据指针都体现了非常重要的作用。