Linux 的虚拟文件系统（真正理解“一切皆文件”)

索引节点对象存储了文件的相关信息，代表了存储设备上的一个实际的物理文件。当一个 文件首次被访问时，内核会在内存中组装相应的索引节点对象，以便向内核提供对一个文件进行操 作时所必需的全部信息;这些信息一部分存储在磁盘特定位置，另外一部分是在加载时动态填充的。

清单2. 索引节点

struct inode {//索引节点结构 …… struct inode_operations *i_op; /*索引节点操作表*/ struct file_operations *i_fop; /*该索引节点对应文件的文件操作集*/ struct super_block *i_sb; /*相关的超级块*/ ……};struct inode_operations { //索引节点方法 …… //该函数为dentry对象所对应的文件创建一个新的索引节点，主要是由open()系统调用来调用 int (*create) (struct inode *,struct dentry *,int, struct nameidata *); //在特定目录中寻找dentry对象所对应的索引节点 struct dentry * (*lookup) (struct inode *,struct dentry *, struct nameidata *); ……};

2.2.3 目录项对象

引入目录项的概念主要是出于方便查找文件的目的。一个路径的各个组成部分，不管是目录还是 普通的文件，都是一个目录项对象。如，在路径/home/source/test.c中，目录 /, home, source和文件 test.c都对应一个目录项对象。不同于前面的两个对象，目录项对象没有对应的磁盘数据结构，VFS在遍 历路径名的过程中现场将它们逐个地解析成目录项对象。

清单3. 目录项

struct inode {//索引节点结构 
 …… 
 struct inode_operations *i_op; /*索引节点操作表*/ 
 struct file_operations *i_fop; /*该索引节点对应文件的文件操作集*/ 
 struct super_block *i_sb; /*相关的超级块*/ 
 …… 
}; 
struct inode_operations { //索引节点方法 
 …… 
 //该函数为dentry对象所对应的文件创建一个新的索引节点，主要是由open()系统调用来调用 
 int (*create) (struct inode *,struct dentry *,int, struct nameidata *); 
 //在特定目录中寻找dentry对象所对应的索引节点 
 struct dentry * (*lookup) (struct inode *,struct dentry *, struct nameidata *); 
 …… 
}; 

2.2.4 文件对象

文件对象是已打开的文件在内存中的表示，主要用于建立进程和磁盘上的文件的对应关系。它由sys_open() 现场创建，由sys_close()销毁。文件对象和物理文件的关系有点像进程和程序的关系一样。当我们站在用户空间来看 待VFS，我们像是只需与文件对象打交道，而无须关心超级块，索引节点或目录项。因为多个进程可以同时打开和操作 同一个文件，所以同一个文件也可能存在多个对应的文件对象。文件对象仅仅在进程观点上代表已经打开的文件，它 反过来指向目录项对象(反过来指向索引节点)。一个文件对应的文件对象可能不是惟一的，但是其对应的索引节点和 目录项对象无疑是惟一的。

清单4. 文件对象

struct file { 
 …… 
 struct list_head f_list; /*文件对象链表*/ 
 struct dentry *f_dentry; /*相关目录项对象*/ 
 struct vfsmount *f_vfsmnt; /*相关的安装文件系统*/ 
 struct file_operations *f_op; /*文件操作表*/ 
 …… 
}; 
struct file_operations { 
 …… 
 //文件读操作 
 ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); 
 …… 
 //文件写操作 
 ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); 
 …… 
 int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t); 
 …… 
 //文件打开操作 
 int (*open) (struct inode *, struct file *); 
 …… 
}; 

2.2.5 其他VFS对象

2.2.5.1 和文件系统相关

（编辑：新余站长网）

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