Linux系统中虚拟文件系统内核机制研究.pdf

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1、万方数据第33卷第1期陕西师范大学学报(自然科学版)2005年3月JournalofShaanxiNonTlalUniversity(NaturalScienceEdition)V01．33No．1Mar．2005文章编号：1672—4291(2005)01．0029—04Linux系统中虚拟文件系统内核机制研究史芳丽，周亚莉(西安交通大学经济与金融学院；管理学院，陕西西安710061)摘要：针对Linux操作系统强大的多物理文件系统管理性能，从Linux的内核文件管理机制——虚拟文件系统(VFS

2、)出发，对Linux系统如何识别和管理不同的物理文件系统进行了研究，剖析了Linux文件系统中一个物理文件系统的安装与注册、VFS的产生，以及通过VFS来管理和访问物理文件系统的内核工作机制．关键词：虚拟文件系统；超级块；文件系统；安装；注册；访问中图分类号：TP316．81文献标识码：AVFSkernelmechanisminLinuxsvstemSHIFang—Ii，ZHOUYa—li(SchOOlofEconomicsandFinance；Sch∞lofManagement，Xi7anJia

3、otongUniversity，Xi7an710061，Shaanxi，China)Abstract：AsfOrmanyfilesystemmanagingperfonTlanceofLinuxoperatingsystem，thequestionwhatidentifyandmanagedifferentphysicalfilesystemsofLinuxsystemthroughkemelfilemanagingworkinmechanismofLinux——virtualfilesystem

4、arediscussed．TheinstallationandregistrationofanphysicalsystemandproductionofVFSandkernelworkingmechanismofmanagingandacceSSingthroughVFSphysical矗lesysteminLinuxdeeplyareanalyzed．Keywords：virtualfilesystem(VFS)；superblock；filesystem；installation；regist

5、ration；accessMRSubjectclassification：68N25Linux操作系统的一个重要特点是它能够支持如Ext2、FAT、VFAT、FAT32、MINIx等许多不同类型的物理文件系统．文献[1～4]和文献[5]对Linux文件系统的优良性能和使用进行了研究，文献[6]对Linux核心可抢占性方法进行了研究，但没有从Linux的系统内核分析和研究如何实现多物理文件系统的管理与访问．本文在参考文献的基础上，研究和提出从内核如何建立虚拟文件系统(VirtualFileSyste

6、m，VFS)开始，到一个物理文件系统如何安装、注册和拆卸，如何通过VFS来管理和访问物理文件系统等方面的内核工作机制．1虚拟文件系统的工作机制1．1V邢的内涵“nux支持各种不同的文件系统是通过VFS实现的，不同的物理文件系统具有不同的组织结构和不同的处理方式，为了能够处理各种不同的物理文件系统，操作系统必须把它们所具有的特性进行抽象，并建立一个面向各种物理文件系统的转换机制，通过这个转换机制，把各种不同物理文件系统转换为一个具有统一共性的虚拟文件系统．VFS实际上向Linux内核和系统中运行的进

7、程提供了一个处收稿日期：20041012基金项目：国家自然科学基金资助项目(70273034)作者简介：史芳丽(1963一)，女，陕西富平人，西安交通大学副教授，博士研究生万方数据陕西师范大学学报(自然科学版)第33卷理各种物理文件系统的公共接口，通过这个接口使得不同的物理文件系统看来都是相同的．VFS和各种物理文件系统组成了如图1所示的Linux文件系统．VFS并不是一种物理的文件系统，它仅是一套转换机制，它在系统启动时建立，在系统关闭时消失，并且仅存在于内存空间．所以，VFS并不具有一般物理文

8、件系统的实体．在VFs提供的接口中包含向各种物理文件系统转换用的一系列数据结构，如V】玛超级块、V】玛的in。de等，同时还包含对不同物理文件系统进行处理的各种操作函数的转换人口．fvFsI中申申lBuffercacheI殳备驱动程序l·图1Lin呱文件系统Fig．1Linuxfilesyst哪!．2VFS超级块与Ext2超级块VFS超级块是在文件系统安装时由系统在内存中建立的，对于每个已安装的文件系统，在内存中都有与其对应的VFs超级块．VFS超级块的作用是把在各种文件系统中表示