示范Linux内核的文件系统并对其代码逐行介绍

Linux内核支持多种不同的文件系统类型，包括ext4、NTFS、FAT、XFS等等。这些文件系统类型的实现代码可以在内核源码中找到，并对其进行逐行介绍。

以下是一个示范的文件系统实现，名为"myfs"：

1. 首先定义了一些预处理指令，包括头文件和一些常量定义：

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/buffer_head.h>

#define MYFS_MAGIC_NUMBER 0x13131313
#define MYFS_DEFAULT_BLOCK_SIZE 4096
#define MYFS_FILENAME_MAX_LEN 256

2. 然后定义了一个结构体，用于存储文件系统的元数据信息：

struct myfs_sb_info {
    __u32 magic_number;
    __u32 block_size;
    __u64 inode_count;
    __u64 block_count;
    __u64 free_blocks;
    __u64 free_inodes;
    struct mutex lock;
};

其中，magic_number是一个用于标识该文件系统类型的数字；block_size是文件系统使用的块大小；inode_count和block_count分别表示文件系统中的inode和block数量；free_blocks和free_inodes表示可用的block和inode数量；lock是用于保护元数据结构的互斥锁。

3. 接下来定义了一个inode结构体，用于表示文件或目录的属性信息：

struct myfs_inode_info {
    __u32 mode;
    uid_t uid;
    gid_t gid;
    __u64 size;
    __u64 atime;
    __u64 mtime;
    __u64 ctime;
    __u32 block_count;
    __u32 blocks[MYFS_DEFAULT_BLOCK_SIZE / sizeof(__u32)];
    struct inode vfs_inode;
};

其中，mode表示文件或目录的访问权限；uid和gid表示文件或目录的所有者和所属组；size表示文件大小；atime、mtime和ctime表示文件或目录的访问、修改和创建时间；block_count表示该文件或目录使用的block数量；blocks数组存储了该文件或目录所使用的所有block的编号；vfs_inode是用于与VFS交互的inode结构体。

4. 接下来定义了一些用于读取和写入磁盘的函数：

static int myfs_read_block(struct super_block *sb, void *buf, __u64 block_no);
static int myfs_write_block(struct super_block *sb, void *buf, __u64 block_no);

这些函数使用了内核提供的缓冲区头结构体（buffer_head）来读写磁盘块。

5. 定义了用于初始化文件系统的函数：

static int myfs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent);

该函数用于读取文件系统的元数据信息，并填充超级块结构体（super_block）。

6. 接下来定义了一些用于VFS操作的函数：

static struct inode *myfs_inode_lookup(struct inode *parent_inode, struct dentry *child_dentry, unsigned int flags);
static int myfs_create(struct inode *dir, struct dentry *dentry, umode_t mode, bool excl);
static int myfs_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, umode_t mode);
static int myfs_rmdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry);
static int myfs_unlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry);
static int myfs_rename(struct inode *old_dir, struct dentry *old_dentry, struct inode *new_dir, struct dentry *new_dentry);
static ssize_t myfs_file_read(struct file *filp, char *buf, size_t count, loff_t *pos);
static ssize_t myfs_file_write(struct file *filp, const char *buf, size_t count, loff_t *pos);
static int myfs_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vma);

这些函数实现了VFS的各种操作，例如查找inode、创建和删除文件或目录、读写文件、内存映射等。

7. 最后定义了用于注册文件系统的函数：

static struct file_system_type myfs_fs_type = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .name = "myfs",
    .mount = myfs_mount,
    .kill_sb = myfs_kill_sb,
};

static int __init myfs_init(void)
{
    int ret = register_filesystem(&myfs_fs_type);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "myfs: Failed to register filesystem (error %d)\n", ret);
        return ret;
    }
    printk(KERN_INFO "myfs: Filesystem registered successfully\n");
    return 0;
}

static void __exit myfs_exit(void)
{
    int ret = unregister_filesystem(&myfs_fs_type);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "myfs: Failed to unregister filesystem (error %d)\n", ret);
    }
    printk(KERN_INFO "myfs: Filesystem unregistered successfully\n");
}

module_init(myfs_init);
module_exit(myfs_exit);

这些函数定义了文件系统类型，注册和注销文件系统。

以上就是一个简单的示范文件系统的实现。在实际的文件系统实现中，还需要处理更多的细节和异常情况，例如文件系统的格式化、坏块处理、权限检查、错误恢复等等。