Linux 的虚拟文件系统（真正理解“一切皆文件”)

对文件进行读操作时，需要先打开它。从3.1小结可知，打开一个文件时，会在内存组装一个文件对象，希望对该文件执行的操作方法已在文件对象设置好。所以 对文件进行读操作时，VFS在做了一些简单的转换后(由文件描述符得到其对应的文件对象;其核心思想是返回 current->files->fd[fd]所指向的文件对象)，就可以通过语句 file->f_op->read(file, buf, count, pos)轻松调用实际文件系统的相应方法对文件进行读操作了。

4 解决问题

4.1 跨文件系统的文件操作的基本原理

到此，我们也就能够解释在Linux中为什么能够跨文件系统地操作文件了。举个例子，将vfat格式的磁盘上的一个文件a.txt拷贝到ext3格式的磁 盘上，命名为b.txt。这包含两个过程，对a.txt进行读操作，对b.txt进行写操作。读写操作前，需要先打开文件。由前面的分析可知，打开文件 时，VFS会知道该文件对应的文件系统格式，以后操作该文件时，VFS会调用其对应的实际文件系统的操作方法。所以，VFS调用vfat的读文件方法将 a.txt的数据读入内存;在将a.txt在内存中的数据映射到b.txt对应的内存空间后，VFS调用ext3的写文件方法将b.txt写入磁盘;从而 实现了最终的跨文件系统的复制操作。

4.2“一切皆是文件”的实现根本

不论是普通的文件，还是特殊的目录、设备等，VFS都将它们同等看待成文件，通过同一套文件操作界面来对它们进行操作。操作文件时需先打开;打开文件 时，VFS会知道该文件对应的文件系统格式;当VFS把控制权传给实际的文件系统时，实际的文件系统再做出具体区分，对不同的文件类型执行不同的操作。这 也就是“一切皆是文件”的根本所在。

5 总结

VFS即虚拟文件系统是Linux文件系统中的一个抽象软件层;因为它的支持，众多不同的实际文件系统才能在Linux中共存，跨文件系统操作才能实现。 VFS借助它四个主要的数据结构即超级块、索引节点、目录项和文件对象以及一些辅助的数据结构，向Linux中不管是普通的文件还是目录、设备、套接字等 都提供同样的操作界面，如打开、读写、关闭等。只有当把控制权传给实际的文件系统时，实际的文件系统才会做出区分，对不同的文件类型执行不同的操作。由此 可见，正是有了VFS的存在，跨文件系统操作才能执行，Unix/Linux中的“一切皆是文件”的口号才能够得以实现。

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（编辑：新余站长网）

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