这篇文章是《读薄「Linux 内核设计与实现」》系列文章的第 VI 篇，本文主要讲了以下问题：Linux 虚拟文件系统的概念、相关接口等内容。

0x00 虚拟文件系统概念

• 虚拟文件系统（VFS）为用户空间提供了文件系统接口
• VFS 协同不同文件系统的工作

0x01 通用文件接口

• VFS 使得用户可以直接使用 open(), read(), write()这样的系统调用而无需考虑具体文件系统和实际物理介质

0x02 文件系统的抽象层

• VFS 提供了一个通用的文件系统模型，该模型囊括了任何文件系统的常用功能集合和行为
• 它定义了所有文件系统都支持的、基本的、概念上的接口和数据结构
• 对一个具体实现的文件系统，在处理时需要概念上的转换，例如将目录看为文件

0x03 VFS 中的对象

I 超级块对象

它代表一个具体的已安装文件系统，各种文件系统都必须实现超级块对象，用于存放特定文件系统的信息

它由super_block结构体表示，定义于<linux/fs.h>中

II 索引节点对象

它代表一个具体文件，包含了内核在操作文件或目录时需要的全部信息，索引节点对象由 inode 结构体表示，她定义在 <linux/fs.h> 中

III 目录项对象

VFS 把目录项当做文件对待，为了方便查找操作，引入目录项概念，每个 dentry 代表路径中的一个特定部分，目录项由 dentry 结构体表示，定义在文件 <linux/dcache.h> 中

目录项对象有 3 种状态：

• 被使用：该目录项对用一个有效的索引节点（d_inode 所指的），且存在一个或多个使用者
• 未被使用：该目录项对应一个有效的索引节点，但 VFS 当前未使用它（d_count = 0）
• 负状态：该目录项没有对应的有效索引节点（d_inode 为 NULL）

目录项缓存主要包括 3 个部分：

• 『被使用的』目录项链表：一个给定的索引节点可能有多个链接，可能有多个目录项对象，用链表连接
• 『最近被使用的目录项的』双向链表：该链表含有被使用的和负状态的目录项对象
• 散列表和散列函数用来快速地将给定路径解析为相关目录项对象

IV 文件对象

文件对象表示进程已打开的文件，是已打开的文件在内存中的表示，由 file 结构体表示，定义在文件 <linux/fs.h>中。

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