虚拟文件系统 为LINUX 设计一个简单的二级文件系统

好的，我可以给你提供一个简单的二级文件系统设计方案：

首先，我们可以创建一个名为`myfs`的文件夹作为根目录。在该目录下创建两个子目录`dir1`和`dir2`，作为二级目录。

接下来，我们需要创建一个内核模块来实现文件系统的基本功能，包括文件读写、文件创建、目录遍历等操作。以下是一个简单的实现示例：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/slab.h>

#define MYFS_MAGIC_NUMBER 0x13131313

struct myfs_inode {
    mode_t mode;
    unsigned long inode_no;
    struct timespec last_modified_time;
    char *data;
};

struct myfs_dir_entry {
    char *name;
    unsigned long inode_no;
};

struct myfs_sb_info {
    unsigned long magic_number;
    struct myfs_inode root_inode;
    struct myfs_dir_entry dir1_entries[10];
    struct myfs_dir_entry dir2_entries[10];
};

static struct myfs_sb_info *myfs_sb = NULL;

static int myfs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent)
{
    struct inode *root_inode = NULL;
    struct myfs_sb_info *sb_info = NULL;

    sb->s_magic = MYFS_MAGIC_NUMBER;

    sb_info = kzalloc(sizeof(*sb_info), GFP_KERNEL);
    if (!sb_info) {
        pr_err("myfs: failed to allocate superblock info\n");
        return -ENOMEM;
    }

    sb_info->magic_number = MYFS_MAGIC_NUMBER;

    // 初始化根节点
    sb_info->root_inode.mode = S_IFDIR | 0755;
    sb_info->root_inode.inode_no = 1;
    sb_info->root_inode.last_modified_time = current_kernel_time();

    // 初始化dir1和dir2的目录项
    sb_info->dir1_entries[0].name = "file1.txt";
    sb_info->dir1_entries[0].inode_no = 2;
    // ... 其他目录项
    sb_info->dir2_entries[0].name = "file2.txt";
    sb_info->dir2_entries[0].inode_no = 3;
    // ... 其他目录项

    sb->s_fs_info = sb_info;
    myfs_sb = sb_info;

    // 创建根节点
    root_inode = new_inode(sb);
    if (!root_inode) {
        pr_err("myfs: failed to create root inode\n");
        return -ENOMEM;
    }

    inode_init_owner(root_inode, NULL, sb_info->root_inode.mode);
    root_inode->i_ino = sb_info->root_inode.inode_no;
    root_inode->i_sb = sb;
    root_inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;
    root_inode->i_fop = &simple_dir_operations;

    sb_info->root_inode.data = (char *)root_inode;

    sb->s_root = d_make_root(root_inode);
    if (!sb->s_root) {
        pr_err("myfs: failed to create root directory\n");
        return -ENOMEM;
    }

    return 0;
}

static struct dentry *myfs_mount(struct file_system_type *fs_type, int flags,
                                 const char *dev_name, void *data)
{
    struct dentry *ret = mount_nodev(fs_type, flags, data, myfs_fill_super);
    if (IS_ERR(ret)) {
        pr_err("myfs: failed to mount filesystem\n");
    } else {
        pr_info("myfs: filesystem mounted\n");
    }
    return ret;
}

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

static int __init myfs_init(void)
{
    int ret = register_filesystem(&myfs_fs_type);
    if (ret == 0) {
        pr_info("myfs: module loaded\n");
    } else {
        pr_err("myfs: failed to register filesystem\n");
    }
    return ret;
}

static void __exit myfs_exit(void)
{
    int ret = unregister_filesystem(&myfs_fs_type);
    if (ret == 0) {
        pr_info("myfs: module unloaded\n");
    } else {
        pr_err("myfs: failed to unregister filesystem\n");
    }
}

module_init(myfs_init);
module_exit(myfs_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

在该示例中，我们使用了`myfs_fill_super`函数来初始化文件系统的超级块和根节点。其中，`myfs_sb_info`结构体用于存储文件系统的基本信息，包括魔数、根节点、目录项等。`myfs_mount`函数用于挂载文件系统，而`myfs_init`和`myfs_exit`函数则是模块的初始化和清理函数。

当文件系统被挂载后，用户可以通过`dir1`和`dir2`目录访问文件系统中的文件。例如，可以通过`/myfs/dir1/file1.txt`路径访问`file1.txt`文件。

当然，这只是一个非常简单的示例，实际的文件系统需要更加完善的功能和错误处理机制。