疯狂内核之——虚拟文件系统

目录 1 虚拟文件系统概述 5 1.1 通用文件模型 7 1.2 VFS所处理的系统调用 9 2 虚拟文件系统架构 11 2.1 VFS对象数据结构 11 2.1.1 超级块对象 11 2.1.2 索引节点对象 15 2.1.3 文件对象 18 2.1.4 目录项对象 22 2.2 把Linux中的VFS对象串联起来 24 2.2.1 与进程相关的文件 25 2.2.2 索引节点高速缓存 29 2.2.3 目录项高速缓存 30 2.2.4 VFS对象的具体实现 32 2.3 文件系统的注册与安装 38 2.3.1 文件系统类型注册 38 2.3.2 文件系统安装数据结构 41 2.3.3 安装普通文件系统 52 2.3.4 分配超级块对象 58 2.3.5 安装根文件系统 60 2.3.6 卸载文件系统 65 2.4 路径名的查找 66 2.4.1 查找路径名的一般流程 67 2.4.2 父路径名查找 82 2.4.3 符号链接的查找 84 2.5 VFS系统调用的实现 88 2.5.1 open()系统调用 88 2.5.2 read()和write()系统调用 96 2.5.3 close()系统调用 97 3 第二扩展文件系统 99 3.1 Ext2磁盘数据结构 101 3.1.1 磁盘超级块 102 3.1.2 组描述符和位图 105 3.1.3 磁盘索引节点表 105 3.2 VFS接口数据结构 110 3.2.1 Ext2 超级块对象 110 3.2.2 Ext2 的索引节点对象 121 3.2.3 创建Ext2文件系统 124 3.2.4 Ext2的方法总结 126 3.3 Ext2索引节点分配 129 3.3.1 创建索引节点 130 3.3.2 删除索引节点 143 3.4 Ext2数据块分配 144 3.4.1 数据块寻址 145 3.4.2 文件的洞 147 3.4.3 分配数据块 148 4 页面高速缓存 160 4.1 页高速缓存数据结构 160 4.1.1 address_space对象 161 4.1.2 基树 164 4.2 高速缓存底层处理函数 166 4.2.1 查找页 166 4.2.2 增加页 168 4.2.3 删除页 173 4.3 文件系统与高速缓存 175 4.3.1 缓冲头数据结构 175 4.3.2 分配块设备缓冲区页 178 4.3.3 释放块设备缓冲区页 184 4.4 在页高速缓存中搜索块 185 4.4.1 __find_get_block()函数 185 4.4.2 __getblk()函数 188 4.4.3 __bread()函数 190 4.5 把脏页写入磁盘 191 4.5.1 pdflush内核线程 192 4.5.2 搜索要刷新的脏页 193 4.5.3 回写陈旧的脏页 196 5 文件读写 199 5.1 系统调用VFS层的处理 200 5.2 第二扩展文件系统Ext2层的处理 201 5.2.1 Ext2的磁盘布局 202 5.2.2 Ext2的超级块对象 206 5.2.3 Ext2索引节点对象的创建 210 5.2.4 Ext2索引节点对象的读取 218 5.2.5 Ext2层读文件入口函数 225 5.3 页高速缓存层的处理 237 5.3.1 创建一个bio请求 238 5.3.2 得到文件的逻辑块号 244 5.3.3 普通文件的readpage方法 251 5.3.4 块设备文件的readpage方法 252 5.3.5 文件的预读 260 5.4 通用块层的处理 264 5.4.1 块设备的基础知识 265 5.4.2 通用块层相关数据结构 269 5.4.3 提交I/O传输请求 271 5.4.4 请求队列描述符 273 5.5 块设备I/O调度层的处理 281 5.5.1 块设备的初始化 284 5.5.2 建立块设备驱动环境 288 5.5.3 关联block_device结构 295 5.5.4 为设备建立请求队列 306 5.5.5 块设备I/O调度程序 311 5.5.6 真实的I/O调度层处理 321 5.6 块设备驱动层的处理 330 5.6.1 scsi总线驱动的初始化 330 5.6.2 scsi设备驱动体系架构 342 5.6.3 scsi块设备驱动层处理 347 5.6.4 scsi命令的执行 369 5.6.5 scsi命令的第一次转变 372 5.6.6 scsi命令的第二次转变 380 5.7 写文件 384 5.7.1 generic file_write函数 384 5.7.2 普通文件的prepare_write方法 386 5.7.3 块设备文件的prepare_write方法 387 5.7.4 将脏页写到磁盘 388 6 直接I/O与异步I/O 391 6.1 直接I/O 391 6.2 异步I/O 393 6.2.1 Linux 2.6中的异步I/O 394 6.2.2 异步I/O环境 394 6.2.3 提交异步I/O操作 395