Linux文件系统深入解析：VFS与Ext2

该资源是关于Linux和Unix文件系统的课件，主要讲解了不同类型的文件在文件系统中如何使用数据块，以及Linux操作系统中的虚拟文件系统（VFS）概念。 在Linux和Unix系统中，文件有不同的类型，每种类型对数据块的使用方式有所不同： 1. 普通文件：只有在文件有数据时才会使用数据块，创建文件时并不需要预先分配数据块。 2. 目录：目录的数据块中存储了各个目录项的数据结构，这些目录项指向文件或子目录。 3. 符号链接：当符号链接的路径名超过60个字符时，需要使用额外的数据块来存储路径。 4. 设备文件、管道和套接字：这三种类型的文件都不需要数据块，因为它们分别用于设备通信、进程间通信和网络通信，它们的数据传输方式与普通文件不同。 文件系统的组织结构通常包括以下几个部分： 1. 块组：文件系统被划分为多个块组，每个块组包含一定数量的数据块。 2. 引导块：存储了启动系统所需的代码和信息。 3. 数据块：实际存储文件内容的地方。 4. 索引节点表：每个文件或目录都有一个索引节点，其中包含了文件的基本信息，如权限、大小、修改时间等。 5. 组描述符：描述每个块组的属性和位置。 6. 块位图：记录哪些数据块已被使用，哪些是空闲的。 7. 索引节点位图：记录索引节点的使用情况，帮助快速找到空闲的索引节点。 8. 超级块：包含了整个文件系统的元信息，如文件系统的类型、大小、块大小等。 接下来，课件讨论了Linux的虚拟文件系统（VFS）： - VFS是Linux内核中的一层抽象，提供了一个统一的文件系统框架，使得不同类型的文件系统能共存并为上层应用提供一致的接口。 - VFS支持多种类型的文件系统，包括基于磁盘的（如VFAT、NTFS、ISO9660）、网络文件系统（如NFS、Coda）和特殊文件系统（如/proc，不管理磁盘空间）。 - VFS通过超级块对象、索引节点对象、文件对象和目录项对象来表示所有支持的文件系统，并利用磁盘高速缓存来提高性能。 - VFS的通用文件模型允许对各种不同结构的文件系统进行抽象，以适应不同的文件系统特性。 VFS的关键数据结构包括： - 超级块对象（super_block）：存储已安装文件系统的相关信息。 - 索引节点对象（inode）：包含文件的详细信息，其索引节点号在文件系统中是唯一的。 - 文件对象（file）：存储打开文件与进程交互的信息。 - 目录项对象（dentry）：连接目录项和文件的桥梁。 这个课件深入介绍了Linux文件系统的工作原理，特别是数据块的使用和VFS的机制，为理解Linux系统下文件的管理和操作提供了基础。