用c语言写一个基于linux内核的文件系统代码

写一个基于Linux内核的文件系统代码是一个非常复杂的任务，需要对Linux内核有一定的了解，同时需要对文件系统的实现原理有深刻的理解。以下是一个基于ext2文件系统的简单示例：

1. 创建一个新的文件系统类型

首先，我们需要在文件系统类型列表中添加我们的新文件系统类型。我们可以在内核源代码中的`fs/filesystems.c`文件中找到文件系统类型列表，添加以下代码：

static struct file_system_type myfs_type = {
    .name       = "myfs",
    .fs_flags   = FS_REQUIRES_DEV,
    .mount      = myfs_mount,
    .kill_sb    = kill_block_super,
};

这个结构体中的`name`字段是我们新文件系统的名称，`fs_flags`字段表示该文件系统需要底层设备支持，`mount`字段是挂载文件系统时调用的函数，`kill_sb`字段是卸载文件系统时调用的函数。

2. 创建一个新的超级块结构体

接下来，我们需要创建一个新的超级块结构体。超级块是文件系统的核心结构，它包含了文件系统的元数据信息，例如文件系统的大小、块大小、inode表的起始位置等等。我们可以在内核源代码中的`include/linux/fs.h`文件中找到超级块结构体定义，添加以下代码：

struct myfs_sb_info {
    struct super_block *sb;
    unsigned long block_size;
    unsigned long blocks_count;
    unsigned long inodes_count;
    unsigned long first_data_block;
    unsigned long inode_table_block;
};

static struct myfs_sb_info *myfs_sb_info(struct super_block *sb)
{
    return sb->s_fs_info;
}

这个结构体中包含了我们新文件系统的元数据信息，例如块大小、块数、inode数等等。`myfs_sb_info`函数用于获取超级块结构体中的`myfs_sb_info`结构体。

3. 实现文件系统挂载函数

接下来，我们需要实现文件系统挂载函数。文件系统挂载函数会在文件系统被挂载时调用，它需要执行以下操作：

- 读取并验证超级块结构体；
- 为文件系统创建根目录；
- 返回文件系统的超级块结构体。

我们可以在`myfs_mount`函数中实现这些操作，例如：

static int myfs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent)
{
    struct myfs_sb_info *sbi;
    struct buffer_head *bh;
    struct myfs_super_block *sb;
    struct inode *root_inode;
    int ret = -EINVAL;

    // 读取超级块结构体
    bh = sb_bread(sb, 1);
    if (!bh) {
        printk(KERN_ERR "myfs: unable to read superblock\n");
        goto out;
    }

    sb = (struct myfs_super_block *)bh->b_data;
    if (sb->magic != MYFS_SUPER_MAGIC) {
        printk(KERN_ERR "myfs: invalid magic number\n");
        goto out;
    }

    // 验证超级块结构体的其他字段

    // 创建根目录
    root_inode = myfs_get_inode(sb->s_inode_size, sbi, S_IFDIR | 0755);
    if (!root_inode) {
        printk(KERN_ERR "myfs: unable to create root inode\n");
        goto out;
    }

    // 返回超级块结构体
    sb->s_op = &myfs_sb_ops;
    sbi = kzalloc(sizeof(*sbi), GFP_KERNEL);
    if (!sbi) {
        printk(KERN_ERR "myfs: unable to allocate sbi\n");
        goto out_iput;
    }

    sbi->sb = sb;
    sbi->block_size = sb->s_block_size;
    sbi->blocks_count = sb->s_blocks_count;
    sbi->inodes_count = sb->s_inodes_count;
    sbi->first_data_block = sb->s_first_data_block;
    sbi->inode_table_block = sb->s_inode_table_block;

    sb->s_fs_info = sbi;

    return 0;

out_iput:
    iput(root_inode);
out:
    brelse(bh);
    return ret;
}

static struct dentry *myfs_mount(struct file_system_type *fs_type, int flags,
                          const char *dev_name, void *data)
{
    struct dentry *root;
    struct super_block *sb;
    int ret;

    sb = mount_bdev(fs_type, flags, dev_name, data, myfs_fill_super);
    if (IS_ERR(sb)) {
        printk(KERN_ERR "myfs: unable to mount filesystem\n");
        return ERR_CAST(sb);
    }

    root = d_make_root(sb->s_root);
    if (!root) {
        printk(KERN_ERR "myfs: unable to create root dentry\n");
        goto out;
    }

    return root;

out:
    deactivate_locked_super(sb);
    return NULL;
}

在这个函数中，我们读取并验证超级块结构体，创建根目录，并返回超级块结构体。

4. 实现文件系统操作函数

最后，我们需要实现文件系统的操作函数，例如读取文件、写入文件、创建目录、删除目录等等。这些函数会在应用程序调用相应的系统调用时被调用。以下是一个简单的读取文件函数示例：

static ssize_t myfs_read_file(struct file *file, char __user *buf,
                              size_t count, loff_t *pos)
{
    struct myfs_inode_info *info;
    struct buffer_head *bh;
    ssize_t ret;

    info = myfs_inode_info(file_inode(file));
    bh = sb_bread(file_inode(file)->i_sb, info->i_block);
    if (!bh) {
        printk(KERN_ERR "myfs: unable to read block\n");
        return -EIO;
    }

    ret = simple_read_from_buffer(buf, count, pos, bh->b_data, info->i_size);

    brelse(bh);
    return ret;
}

在这个函数中，我们获取文件的inode信息，读取文件的数据块，并将数据块中的数据复制到用户空间缓冲区中。

这只是一个非常简单的示例，实际的文件系统实现要比这个复杂得多。如果您想了解更多关于Linux文件系统的知识，建议您阅读相关的书籍或文章，例如《Linux内核设计与实现》等。