2018.4.17 VFS

总结：

1. VFS只存在于内存中，它在系统启动时被创建，系统关闭时注销。
2. VFS的作用就是屏蔽各类文件系统的差异，给用户、应用程序、甚至Linux其他管理模块提供统一的接口集合。
3. 管理VFS数据结构的组成部分主要包括超级块和inode。

VFS是物理文件系统与服务之间的一个接口层，它对Linux的每个文件系统的所有细节进行抽象，使得不同的文件系统在Linux核心以及系统中运行的进程看来都是相同的。

严格的说，VFS并不是一种实际的文件系统。它只存在于内存中，不存在于任何外存空间。VFS在系统启动时建立，在系统关闭时消亡。

虚拟文件系统（Virtual FileSystem，VFS）可支持跨越不同文件系统或存储设备的文件操作。

VFS是在各种具体的文件系统之上建立了一个抽象层，它屏蔽了不同文件系统间的差异。它之所以可以将各种文件系统纳入其中，是因为它提供了一个通用的文件系统模型。在内核中，这个通用的模型具体的表现为一组统一的抽象接口和数据结构。每个文件系统都必须实现这些统一接口，并在组织结构上与该模型保持一致。

通过文件名打开文件：

 

硬连接和软连接：

 

Linux 文件系统组件的体系结构

VFS 在系统中的架构：

 

系统调用在核心空间中的处理层次：

虚拟文件系统层的作用：屏蔽下层具体文件系统操作的差异，为上层的操作提供一个统一的接口。正是因为有了这个层次，所以可以把设备抽象成文件，使得操作设备就像操作文件一样简单。

在具体的文件系统层中，不同的文件系统（例如 ext2 和 NTFS）具体的操作过程也是不同的。每种文件系统定义了自己的操作集合。

引入 cache 层的目的是为了提高 linux 操作系统对磁盘访问的性能。 Cache 层在内存中缓存了磁盘上的部分数据。当数据的请求到达时，如果在 cache 中存在该数据且是最新的，则直接将数据传递给用户程序，免除了对底层磁盘的操作，提高了性能。

通用块层的主要工作是：接收上层发出的磁盘请求，并最终发出 IO 请求。该层隐藏了底层硬件块设备的特性，为块设备提供了一个通用的抽象视图。

IO 调度层的功能：接收通用块层发出的 IO 请求，缓存请求并试图合并相邻的请求（如果这两个请求的数据在磁盘上是相邻的）。并根据设置好的调度算法，回调驱动层提供的请求处理函数，以处理具体的 IO 请求。

驱动层中的驱动程序对应具体的物理块设备。它从上层中取出 IO 请求，并根据该 IO 请求中指定的信息，通过向具体块设备的设备控制器发送命令的方式，来操纵设备传输数据。

设备层中都是具体的物理设备。定义了操作具体设备的规范。

VFS 的对象之间的处理：

 

 VFS 内核数据结构：

read的调用过程：