Linux内核学习笔记——VFS

概念：

　　①硬链接：若一个 inode 号对应多个文件名，则称这些文件为硬链接。即硬链接就是同一个文件使用了多个别名。硬链接可由命令 link 或 ln 创建。

其特性：

• 文件有相同的 inode 及 data block；
• 只能对已存在的文件进行创建；
• 不能交叉文件系统进行硬链接的创建；
• 不能对目录进行创建，只可对文件创建；
• 删除一个硬链接文件并不影响其他有相同 inode 号的文件。

　　②软连接：若文件用户数据块中存放的内容是另一文件的路径名的指向，则该文件就是软连接。软链接就是一个普通文件，只是数据块内容有点特殊。软链接有着自己的 inode 号以及用户数据块

其特性：

• 软链接有自己的文件属性及权限等；
• 可对不存在的文件或目录创建软链接；
• 软链接可交叉文件系统；
• 软链接可对文件或目录创建；
• 创建软链接时，链接计数 i_nlink 不会增加；
• 删除软链接并不影响被指向的文件，但若被指向的原文件被删除，则相关软连接被称为死链接（即 dangling link，若被指向路径文件被重新创建，死链接可恢复为正常的软链接）。

两者区别如图所示：

　　③基本概念：

　　　　文件：一般文件

　　　　目录项 (dentry)：即路径中的每个目录单位即为目录项。

　　　　索引节点 (inode)：记录文件属性的结构。

　　　　挂载点： 挂载是指将一个设备（通常是存储设备）挂接到一个已存在的目录上。 我们要访问存储设备中的文件，必须将文件所在的分区挂载到一个已存在的目录上， 然后通过访问这个目录来访问存储设备。

　　④Linux VFS 存在四个基本对象：

　　　　超级块对象 (superblock object)：代表一个已安装的文件系统。

　　　　索引节点对象 (inode object)：代表一个文件。

　　　　目录项对象 (dentry object)：代表一个目录项，如设备文件 event5 在路径 /dev/input/event5 中，其存在四个目录项对象：/ 、dev/ 、input/ 及 event5。

　　　　文件对象 (file object)：代表由进程打开的文件。

　　　　 VFS 的对象之间的处理

　　　　

　　　　VFS 中的 inode 与 inode_operations 结构体

 struct inode {
     ...
     const struct inode_operations   *i_op; // 索引节点操作
     unsigned long           i_ino;      // 索引节点号
     atomic_t                i_count;    // 引用计数器
     unsigned int            i_nlink;    // 硬链接数目
     ...
  } 

  struct inode_operations {
     ...
     int (*create) (struct inode *,struct dentry *,int, struct nameidata *);
     int (*link) (struct dentry *,struct inode *,struct dentry *);
     int (*unlink) (struct inode *,struct dentry *);
     int (*symlink) (struct inode *,struct dentry *,const char *);
     int (*mkdir) (struct inode *,struct dentry *,int);
     int (*rmdir) (struct inode *,struct dentry *);
     ...
  }

Struct Inode

　　每个文件存在两个计数器：i_count 与 i_nlink，即引用计数与硬链接计数。结构体 inode 中的 i_count 用于跟踪文件被访问的数量，而 i_nlink 则是上述使用 ls -l 等命令查看到的文件硬链接数。或者说 i_count 跟踪文件在内存中的情况，而 i_nlink 则是磁盘计数器。当文件被删除时，则 i_nlink 先被设置成 0。文件的这两个计数器使得 Linux 系统升级或程序更新变的容易。系统或程序可在不关闭的情况下（即文件 i_count 不为 0），将新文件以同样的文件名进行替换，新文件有自己的 inode 及 data block，旧文件会在相关进程关闭后被完整的删除。

　　⑤在 Linux 中除进程之外一切皆是文件。