虚拟文件系统VFS-片段一

文件系统类型

基于磁盘的文件系统

如FAT、EXT4
虚拟文件系统

如proc
网络文件系统

顾名思义，网络文件系统还将网络通信封装起来，这意味可以直接通过通信访问另一台设备的文件系统。
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man fs # 查看文件系统，其实这里只是内存中使用的inode，底层介质上的inode内容会更少
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文件系统基本概念

文件描述符

对于一个用户进程来说，一个文件由一个fd整数进行标识。两个用户进程，可以使用相同的fd整数，但是不会指向相同的文件，这是由于（struct file）唯一标识文件。task_strcut包含了一个成员，其中包含了所有打开的文件。

inode

内核处理文件的关键就是inode，inode中包括文件（目录）的元数据（访问权限、上次修改日期）、指向文件数据的指针等，但是并不包括文件名。假如访问/usr/bin/cat，查找从inode开始，表示根目录/，该目录由一个inode进行标记，其中数据段存的是根目录下的各个目录项，每个目录项由两个元素组成

inode的编号
文件或目录的名称

系统中所有的inode都有一个编号，唯一标识一个inode，文件名和inode之间的关系通过编号建立。不通过名字标识inode的原因是，这样复用率高，更加高效。

每个修改过的inode会被记录在超级块列表中，被称为脏inode，内核会定期扫描列表，将修改写回底层硬件。

链接

链接可以认为是一种目录项，用于建立两种文件系统对象之间的联系，有两种类型的连接，符号链接与硬链接。

每个符号链接都由一个特定的inode进行标识，其中数据端包含了一个字符串，标识目标文件的路径。

硬链接作为一个inode，是使用一个现存的inode编号，此时同时绑定在这个编号上的文件，会无法区分文件是原来的，还是后来建立的。那么此时假如要删除硬链接会删去inode以及相关信息，这样会导致另一个文件也无法访问。

解决方案是增加一个计数器，但内核仍然无法区分删除的是硬链接还是原文件，但是可以保证一个文件删除之后，计数器减1，从而不会导致另一个文件因为硬链接释放inode和相关文件信息而无法进行访问，计数器减为0时才删除inode。

思考：为什么要设计硬链接和符号链接？

接口

每一个文件都要通过open\openat打开，成功之后内核会返回一个整数表示fd，这个fd时大于2的，这是因为0表示标准输入、1表示标准输出、2表示标准错误输出。

使用fd作为通信手段的方式包括：

字符和块设备（/dev，真正的文件）
进程之间的管道
所有网络协议的套接字
用于交互输入和输出的终端

超级块

超级块中包含文件系统的关键信息（长度，大小、inode数量和空闲数量等），以及读、写、操作inode的函数指针，内核建立了一个链表，维护所有活动文件系统的超级块实例。