文件管理 · 2022年8月22日

linux内核虚拟文件系统浅析|什么是虚拟文件系统优点是什么Linux常用的文件系统是什么

A. 什么是虚拟文件系统,linux系统文件系统

1 引言Linux 中允许众多不同的文件系统共存,如 ext2, ext3, vfat 等。通过使用同一套文件 I/O 系统 调用即可对 Linux 中的任意文件进行操作而无需考虑其所在的具体文件系统格式;更进一步,对文件的 操作可以跨文件系统而执行。如图 1 所示,我们可以使用 cp 命令从 vfat 文件系统格式的硬盘拷贝数据到 ext3 文件系统格式的硬盘;而这样的操作涉及到两个不同的文件系统。图 1. 跨文件系统的文件操作“一切皆是文件”是 Unix/Linux 的基本哲学之一。不仅普通的文件,目录、字符设备、块设备、 套接字等在 Unix/Linux 中都是以文件被对待;它们虽然类型不同,但是对其提供的却是同一套操作界面。图 2. 一切皆是文件而虚拟文件系统正是实现上述两点 Linux 特性的关键所在。虚拟文件系统(Virtual File System, 简称 VFS), 是 Linux 内核中的一个软件层,用于给用户空间的程序提供文件系统接口;同时,它也提供了内核中的一个 抽象功能,允许不同的文件系统共存。系统中所有的文件系统不但依赖 VFS 共存,而且也依靠 VFS 协同工作。为了能够支持各种实际文件系统,VFS 定义了所有文件系统都支持的基本的、概念上的接口和数据 结构;同时实际文件系统也提供 VFS 所期望的抽象接口和数据结构,将自身的诸如文件、目录等概念在形式 上与VFS的定义保持一致。换句话说,一个实际的文件系统想要被 Linux 支持,就必须提供一个符合VFS标准 的接口,才能与 VFS 协同工作。实际文件系统在统一的接口和数据结构下隐藏了具体的实现细节,所以在VFS 层和内核的其他部分看来,所有文件系统都是相同的。图3显示了VFS在内核中与实际的文件系统的协同关系。图3. VFS在内核中与其他的内核模块的协同关系我们已经知道,正是由于在内核中引入了VFS,跨文件系统的文件操作才能实现,“一切皆是文件” 的口号才能承诺。而为什么引入了VFS,就能实现这两个特性呢?在接下来,我们将以这样的一个思路来切入 文章的正题:我们将先简要介绍下用以描述VFS模型的一些数据结构,总结出这些数据结构相互间的关系;然后 选择两个具有代表性的文件I/O操作sys_open()和sys_read()来详细说明内核是如何借助VFS和具体的文件系统打 交道以实现跨文件系统的文件操作和承诺“一切皆是文件”的口号。

B. 什么是Linux虚拟文件系统VFS

虚拟文件系统(VFS)其实也可以翻译成虚拟文件系统转换(virtual filesystem switch)。可以看出来它的作用就是提供一个通用的接口来处理与Unix标准文件系统相关的所有系统调用。它所隐含的思想就是把表示很多不同种类的文件系统的共同信息放入内核;其中有一个字段火函数来支持linux所支持的所有实际文件系统所提供的任何操作。对所调用的每个读写或者其他函数,内核都能把它们替换成支持本地linux文件系统,NTFS文件系统或者文件所在的任何文件系统的实际函数。至于vfs的工作原理 就不是三言两语可以解释清楚的了、里面包含了很多知识包括文件系统、超级块、i节点等等知识。其实主要就是用户安装了不同的文件系统,每个特定文件系统上都实现了包括open() close(),read(),write()等等的操作,在安装的时候,每个特定的文件系统会在虚拟文件系统上注册,当用户需要对特定文件系统进行操作时 只需调用统一的系统调用,虚拟文件系统能够调用对应文件系统上的函数来对文件进行操作。详细的工作原理和实现 楼主需要花时间去学一学操作系统知识可一参考《深入理解Linux内核》《深入linux内核架构》等书

C. 什么是虚拟文件系统优点是什么Linux常用的文件系统是什么

你好虚拟文件系统(vfs)是由sunicrosystems公司在定义网络文件系统(nfs)时创造的。它是一种用于网络环专境的分布式属文件系统,是允许和操作系统使用不同的文件系统实现的接口。优点是:vfs使linux同时安装、支持许多不同类型的文件系统成为可能。vfs拥有关于各种特殊文件系统的公共界面,如超级块、inode、文件操作函数入口等。实际文件系统的细节,统一由vfs的公共界面来索引,它们对系统核心和用户进程来说是透明的。linux中经常使用reiserfs文件系统

D. linux 虚拟文件系统的作用以及工作原理~~

我的理解,虚拟文件系统其实就是 通用文件操作的统一API接口,因为LINUX支持很多文件系版统,他不可能为权每个文件系统都设计一个API接口,这样,LINUX累,运行在LINUX上的程序更累,所以LINUX为了简化操作,就设计的通用API接口(专业术语,就是虚拟文件系统),这样程序不必关心,运行在LINUX上的是哪个文件系统,就对程序透明了,而具体的文件系统操作,有LINUXn内核完成就说这么多了,不懂可以再问O(∩_∩)O~

E. Linux文件系统特点

Linux之所以能在嵌人式系统领域取得如此辉煌的成绩,与其自身的优良特性是分不开的。与其他操作系统相比,Linux具有以下一系列显著的特点。1.模块化程度高Linux的内核设计非常精巧,分成进程调度、内存管理、进程间通信、虚拟文件系统和网络接口五大部分;其独特的模块机制可根据用户的需要,实时地将某些模块插入或从内核中移走,使得Linux系统内核可以裁剪得非常小巧,很适合于嵌入式系统的需要。2.源码公开由于Linux系统的开发从一开始就与GNU项目紧密地结合起来,所以它的大多数组成部分都直接来自GNU项目。任何人、任何组织只要遵守GPL条款,就可以自由使用Linux 源代码,为用户提供了最大限度的自由度。这一点也正投嵌入式系统所好,因为嵌入式系统应用千差万别,设计者往往需要针对具体的应用对源码进行修改和优化,所以是否能获得源代码 对于嵌入式系统的开发是至关重要的。加之Linux的软件资源十分丰富,每种通用程序在Linux上几乎都可以找到,并且数量还在不断增加。这一切就使设计者在其基础之上进行二次开发变得非常容易。另外,由于Linux源代码公开,也使用户不用担心有“后闸”等安全隐患。同时,源码开放给各教育机构提供极大的方便,从而也促进了Linux的学习、推广和应用。3.广泛的硬件支持Linux能支持x86、ARM、MIPS、ALPHA和PowerPC等多种体系结构的微处理器。目前已成功地移植到数十种硬件平台,几乎能运行在所有流行的处理器上。由于世界范围内有众多开发者在为Linux的扩充贡献力量,所以Linux有着异常丰富的驱动程序资源,支持各种主流硬件设各和最新的硬件技术,甚至可在没有存储管理单元MMU 的处理器上运行,这些都进一步促进了Linux在嵌入式系统中的应用。4.安全性及可靠性好内核高效稳定。Linux内核的高效和稳定已在各个领域内得到了大量事实的验证。Linux中大量网络管理、网络服务等方面的功能,可使用户很方便地建立高效稳定的防火墙、路由器、工作站、服务器等。为提高安全性,它还提供了大量的网络管理软件、网络分析软件和网络安全软件等。5.具有优秀的开发工具开发嵌入式系统的关键是需要有一套完善的开发和调试工具。传统的嵌入式开发调试工具是在线仿真器(In Circuit Emulator,ICE),它通过取代目标板的微处理器,给目标程序提供一个完整的仿真环境,从而使开发者能非常清楚地了解到程序在目标板上的工作状态,便于监视和调试程序。在线仿真器的价格非常高,而且只适合做非常底层的调试。如果使用的是嵌人式Linux,一旦软硬件能支持正常的串口功能,即使不用在线仿真器,也可以很好地进行开发和调试工作,从而节省了一笔不小的开发费用。嵌入式Linux为开发者提供了一套完整的工具链(Tool Chain),能够很方便地实现从操作系统到应用软件各个级别的调试。6.有很好的网络支持利文件系统支持Linux从诞生之日起就与Internet密不可分,支持各种标准的Internet网络协议,并且很容易移植到嵌入式系统当中。目前,Linux几乎支持所有主流的网络硬件、网络协议和文件系统,因此它是NFS的一个很好的平台。另一方面,由于Linux有很好的文件系统支持(例如,它支持Ext2、FAT32、romfs等文件系统),是数据各份、同步和复制的良好平台,这些都为开发嵌入式系统应用打下了坚实的基础。7.与UNIX完全兼容目前,在Linux中所包含的工具和实用程序,可以完成UNIX的所有主要功能。但由于Linux不是为实时而设计的,因而这就成了Linux在实时系统中应用的最大遗憾。不过,目前有众多的自由软件爱好者正在为此进行不懈的努力,也取得了诸多成果

F. 虚拟文件系统的Linux虚拟文件系统简介

1引言linux中允许众多不同的文件系统共存,如ext2,ext3,vfat等。通过使用同一套文件i/o系统调用即可对linux中的任意文件进行操作而无需考虑其所在的具体文件系统格式;更进一步,对文件的操作可以跨文件系统而执行。如图1所示,我们可以使用cp命令从vfat文件系统格式的硬盘拷贝数据到ext3文件系统格式的硬盘;而这样的操作涉及到两个不同的文件系统。图1.跨文件系统的文件操作“一切皆是文件”是unix/linux的基本哲学之一。不仅普通的文件,目录、字符设备、块设备、套接字等在unix/linux中都是以文件被对待;它们虽然类型不同,但是对其提供的却是同一套操作界面。图2.一切皆是文件而虚拟文件系统正是实现上述两点linux特性的关键所在。虚拟文件系统(virtualfilesystem,简称vfs),是linux内核中的一个软件层,用于给用户空间的程序提供文件系统接口;同时,它也提供了内核中的一个抽象功能,允许不同的文件系统共存。系统中所有的文件系统不但依赖vfs共存,而且也依靠vfs协同工作。为了能够支持各种实际文件系统,vfs定义了所有文件系统都支持的基本的、概念上的接口和数据结构;同时实际文件系统也提供vfs所期望的抽象接口和数据结构,将自身的诸如文件、目录等概念在形式上与vfs的定义保持一致。换句话说,一个实际的文件系统想要被linux支持,就必须提供一个符合vfs标准的接口,才能与vfs协同工作。实际文件系统在统一的接口和数据结构下隐藏了具体的实现细节,所以在vfs层和内核的其他部分看来,所有文件系统都是相同的。图3显示了vfs在内核中与实际的文件系统的协同关系。图3.vfs在内核中与其他的内核模块的协同关系我们已经知道,正是由于在内核中引入了vfs,跨文件系统的文件操作才能实现,“一切皆是文件”的口号才能承诺。而为什么引入了vfs,就能实现这两个特性呢?在接下来,我们将以这样的一个思路来切入文章的正题:我们将先简要介绍下用以描述vfs模型的一些数据结构,总结出这些数据结构相互间的关系;然后选择两个具有代表性的文件i/o操作sys_open()和sys_read()来详细说明内核是如何借助vfs和具体的文件系统打交道以实现跨文件系统的文件操作和承诺“一切皆是文件”的口号。

G. Linux文件系统目录结构解析

下载一个程序源代码,编译并且安装的时候,如果不特别指定安装的程序路径,那么默认会将程序相关的文件安装到这个目录的对应目录下。例如,安装的程序可执行文件被安装(安装实质就是复制到了/usr/local/bin下面,此程序(可执行文件所需要依赖的库文件被安装到了/usr/local/lib目录下,被安装的软件如果是某个开发库(例如Qt,Gtk等那么相应的头文件可能就被安装到了/usr/local/include中等等。也就是说,这个目录存放的内容,一般都是我们后来自己安装的软件的默认路径,如果择了这个默认路径作为软件的安装路径,被安装的软件的所文件都限制在这个目录中,其中的子目录就相应于根目录的子目录。/proc特殊文件目录:这是一个特殊的目录,它同样是一个虚拟文件系统。通过这个目录下的各个文件,可以查看系统的内核信息。/opt保留的文件目录:一些自定义软件包或者第三方工具,就可以安装在这里。/mnt文件系统或设备的通用挂载点:这个目录一般是用于存放挂载储存设备的挂载目录的,比如磁盘,光驱,网络文件系统等,当我们需要挂载某个磁盘设备的时候,可以把磁盘设备挂载到这个目录上去,这样我们可以直接通过访问这个目录来访问那个磁盘了。可以在/mnt目录下面多建立几个子目录,挂载的时候挂载到这些子目录上面,也可以在任意位置设置挂在点,但是不建议这么做。/media挂载的媒体设备目录:挂载的媒体设备目录,一般可移动设备挂载到这里,例如cdrom,loppy和cdrecord等。/var内容经常变化的目录:此目录下文件的大小可能会改变,如缓冲文件,日志文件,缓存文件,等一般都存放在这里。/tmp临时文件目录:该目录存放系统中的一些临时文件,文件可能会被系统自动清空。的系统直接把tmpfs类型的文件系统挂载到这个目录上,tmpfs文件系统由linux内核支持,在这个文件系统中的数据,实际上是内存中的,由于内存的数据断电易失,当系统重新启动的时候我们就会发现这个目录被清空了。/lost+found恢复文件存放的位置:当系统崩溃的时候,在系统修复过程中需要恢复的文件,可能就会在这里被找到了,这个目录一般为空。以上目录,是最常见的重要目录。其中,有些目录初学者容易混淆,这里简单区分一下:/bin,/sbin与/usr/bin,/usr/sbin:/bin一般存放对于用户和系统来说“必须”的程序(二进制文件)。/sbin一般存放用于系统管理的“必需”的程序(二进制文件,一般普通用户不会使用,根用户使用)。/usr/bin一般存放的只是对用户和系统来说“不是必需的”程序(二进制文件)。/usr/sbin一般存放用于系统管理的系统管理的不是必需的程序(二进制文件)。/lib与/usr/lib:/lib和/usr/lib的区别类似/bin,/sbin与/usr/bin,/usr/sbin。/lib一般存放对于用户和系统来说“必须”的库(二进制文件)。/usr/lib一般存放的只是对用户和系统来说“不是必需的”库(二进制文件)。

H. linux内核和linux文件系统是什么关系,内核包括文件系统吗

linux内核是linux的真实的操作系统,所有的操作系统的相关功能都是由用户接口程序传递到内核内由内核来完容成的。linux文件系统是指linux操作系统对整个系统中的所有的数据、文件的管理的一种实现方式。简单点说:像windows它的文件系统是NTFS文件系统或者FAT文件系统,通过这种方式将windows的各种文件保存在磁盘上,用于存储和访问了。而linux系统则使用ext这种文件系统来实现。

I. Linux下的虚拟文件系统究竟起到什么作用

要明白虚拟文件系统之前必须先搞清楚什么是文件。狭义地说,“文件”是指“磁盘文件”,进而可以是有组织有次序地存储于任何介质(包括内存)中的一组信息。广义地说,凡是可以产生或消耗信息的都是文件。比方说设备文件、管道、套接字以及/proc目录下的特殊文件(实际上只存在于内存中),这些都是“文件”。磁盘文件只不过是个特例而已,你可以认为他是在磁盘设备上存储的、按照一定次序组织在一起的一组相关的信息。上面这些是我从书上抄的,但我自己的看法是,计算机系统中所有内核向应用程序提供的信息输入输出接口都是文件。所以应用层看到的“文件”已经是被操作系统抽象过的一个输入输出接口。拿磁盘文件来说,对应用而言它看到的是一个个文件按照目录结构组织起来的一棵树,但实际上磁盘设备并不知道这么回事儿,它只认识磁头、柱面和扇区。从这个角度上来说,应用程序看到的文件本身就是虚拟的。所谓的对文件操作最终都要落实到磁盘设备对某些扇区的读写上,但这些都是内核处理的,应用程序是看不见这一切的。知道了广义的文件系统定义之后就不难理解,作为一个通用操作系统,linux需要为用户程序提供一个统一的系统操作界面来完成对各种文件的访问。虚拟文件系VFS就是这么一个统一的、抽象的、虚拟的文件操作界面。你可以认为它是应用层与驱动层之间的一个中间层,对上提供一组标准的接口open/close/read/write/lseek,对下则又根据不同的文件类型调用不同的驱动程序提供的接口完成对具体设备的操作。这些操作通常是通过读写外设上(磁盘也是外设)的控制寄存器和存储区间来完成的。不知道我这样解释你明白了没,要是还不明白可以看看我共享在网络知道上的《Linux内核源代码情景分析》,那里面有更详细的说明。