【筆記：http://m.blog.csdn.net/blog/zhouzhou135】

在了解文件系統(tǒng)之前，先了解磁盤格式化的知識(shí)。

所以要理解文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，要從兩個(gè)方向來理解：

1：磁盤中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：因?yàn)樵诖疟P格式化的時(shí)候，操作系統(tǒng)將初始的文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)寫到磁盤上。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括空閑和已分配的空間(FAT或者iNode)和一個(gè)初始為空的目錄。

2：內(nèi)存中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

文件管理是操作系統(tǒng)的主要任務(wù)之一，也是平常編程中經(jīng)常涉及的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

先參考維基百科了解什么是文件系統(tǒng)，引入文件系統(tǒng)的目的是什么，文件系統(tǒng)的職責(zé)是什么。

簡(jiǎn)言之：文件系統(tǒng)是為了方便用戶管理硬盤和光盤等物理設(shè)備中的數(shù)據(jù)而引入的這么一個(gè)邏輯上的概念。

假設(shè)沒有文件系統(tǒng)，那么對(duì)用戶而言：

讀數(shù)據(jù)的時(shí)候：必須要知道這個(gè)數(shù)據(jù)塊保存在光盤或者磁盤的具體哪個(gè)扇區(qū)上，然后要讀取多長的記錄。

寫數(shù)據(jù)的時(shí)候：必須要知道哪些磁盤塊是空閑的以便寫入數(shù)據(jù)。

同時(shí)用戶必須自己保存數(shù)據(jù)和磁盤塊之間的映射信息，以便讀寫的時(shí)候知道從哪個(gè)磁盤地址開始讀寫。

于是用戶就幻想說要是有這樣一個(gè)中間者就好了：

讀的時(shí)候，我把數(shù)據(jù)名給中間者，中間者直接給我具體的磁盤數(shù)據(jù)，而不是我自己去磁盤上找。

寫的時(shí)候，我把要寫的數(shù)據(jù)給中間者，中間者具體負(fù)責(zé)寫到磁盤上的某個(gè)位置。

這樣的話，這個(gè)中間者必須維護(hù)某個(gè)數(shù)據(jù)名與磁盤位置的映射關(guān)系。而用戶只需要和某個(gè)數(shù)據(jù)名(邏輯名字)打交道，而不用關(guān)心這個(gè)邏輯名字代表的數(shù)據(jù)在物理上的具體存儲(chǔ)位置。

用戶 ——> 具體的磁盤或光盤

用戶 ——> 中間者提供的接口 ——> 具體的磁盤或者光盤

也就是說，有了中間者，用戶只需要和中間者提供的接口打交道，而不再與具體的物理設(shè)備耦合。

最后為了方便，大家說咱們?nèi)∫粋€(gè)統(tǒng)一的名字吧，于是出現(xiàn)了一下稱呼：

文件系統(tǒng)：代表這個(gè)中間者。最終映射到計(jì)算機(jī)上，這個(gè)文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)會(huì)表現(xiàn)為具體的程序代碼。

文件：代表存儲(chǔ)在某種長期儲(chǔ)存設(shè)備或臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備中的一段數(shù)據(jù)流。雖然一個(gè)文件表現(xiàn)為一個(gè)單一的流，但它經(jīng)常在磁盤不同的位置存儲(chǔ)為多個(gè)數(shù)據(jù)碎片(甚至是多個(gè)磁盤)。

一個(gè)代表數(shù)據(jù)名的結(jié)構(gòu) ——> 一個(gè)封裝了磁盤塊信息的結(jié)構(gòu)。

比如說數(shù)據(jù)名dataone在硬盤的a分區(qū)的b位置開始，長度為3個(gè)磁盤塊。

如果不引入樹形結(jié)構(gòu)的這個(gè)方式的話，那么數(shù)據(jù)a,數(shù)據(jù)b,數(shù)據(jù)c，數(shù)據(jù)d, 數(shù)據(jù)abc就很容易重名。于是就映入了樹形結(jié)構(gòu)的命名空間。

在文件系統(tǒng)中，文件名是提供給用戶標(biāo)志他存放在磁盤上的某個(gè)數(shù)據(jù)的。

APUE：p56 文件共享 打開文件的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

APUE：p86 文件系統(tǒng)

Linux高級(jí)程序設(shè)計(jì)：

進(jìn)程打開文件的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。p101

VFS虛擬文件系統(tǒng) p129

概述

VFS中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

超級(jí)塊

VFS的索引節(jié)點(diǎn)

目錄項(xiàng)對(duì)象

與進(jìn)程相關(guān)的文件結(jié)構(gòu)

主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系

有關(guān)操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)文件系統(tǒng)

struct stat、struct inode 、struct file?的關(guān)系

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參考《操作系統(tǒng)概念(第七版)》第四部分 存儲(chǔ)管理，先弄清文件、目錄的概念。

文件：

目錄：可以實(shí)現(xiàn)為一張表，里面保存了數(shù)條文件名和該文件名對(duì)應(yīng)的索引信息的映射關(guān)系。其中的每一項(xiàng)叫做目錄項(xiàng)。

打開文件表：因?yàn)槊看螌?duì)文件讀、寫等操作都要涉及到去目錄中搜索對(duì)應(yīng)的文件名對(duì)應(yīng)的所有信息，因此非常耗時(shí)，為避免該問題，系統(tǒng)維護(hù)了一個(gè)包含所有打開文件的信息表。參考P323

多個(gè)進(jìn)程打開同一文件的處理方法？p324?系統(tǒng)范圍內(nèi)的系統(tǒng)打開文件表 vs 每個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程打開文件表

a，b，...進(jìn)程的進(jìn)程打開文件表→系統(tǒng)打開文件表(保存進(jìn)程無關(guān)的信息)→目錄→具體的物理設(shè)備

這些內(nèi)容在《現(xiàn)代操作系統(tǒng)(原書第3版)》p446有詳細(xì)描述。

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參考《現(xiàn)代操作系統(tǒng)(原書第3版)》第4章 文件系統(tǒng)：★★★★★

文件：是為了解決進(jìn)程存儲(chǔ)信息時(shí)遇到的一些問題而建立的一種抽象。文件時(shí)進(jìn)程創(chuàng)建的信息邏輯單元。

p153 文件系統(tǒng)在磁盤上的布局

p156：物理inode

p161 ： 虛擬文件系統(tǒng)，open系統(tǒng)調(diào)用在VFS中的過程。

p179 ：Unix v7文件系統(tǒng)：open系統(tǒng)調(diào)用時(shí)查找iNode的過程。

p440：Linux文件系統(tǒng)

p445 ：SuperBlock、Dentry、Inode、File對(duì)象

p448：文件描述符表、打開文件描述符表、INode表之間的關(guān)系

深入理解磁盤文件系統(tǒng)之inode：http://www.cnblogs.com/thinksasa/archive/2013/04/10/3013445.html

一天一點(diǎn)學(xué)習(xí)Linux之認(rèn)識(shí)文件系統(tǒng)：http://www.opsers.org/base/the-knowledge-that-one-day-learn-linux-file-system.html

一天一點(diǎn)學(xué)習(xí)Linux之Inode詳解：http://www.opsers.org/base/one-day-the-little-learning-linux-inode-detailed.html

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VFS中的超級(jí)塊、VFS的索引節(jié)點(diǎn)、目錄項(xiàng)這三個(gè)對(duì)象的理解，結(jié)合視頻12.10中00:06:08處的那張圖，并結(jié)合以下鏈接：

超級(jí)塊

VFS的索引節(jié)點(diǎn)

目錄項(xiàng)對(duì)象

或者《linux內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》對(duì)應(yīng)部分一起理解。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux vfs 根节点名称,Linux：文件，目录项，索引节点，超级块，VFS，具体文件系统...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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