Linux 核心--10.文件系统

Linux 核心--10.文件系统(5)
系统中进程访问目录和文件时将使用系统调用遍历系统的VFS　inode。　

例如键入ls或cat命令则会引起虚拟文件系统对表示此文件系统的VFS　inode的搜寻。由于系统中每个文件与目录都使用一个VFS　inode来表示，所以许多inode会被重复访问。这些inode被保存在inode　cache中以加快访问速度。如果某个inode不在inode　cache中则必须调用一个文件系统相关例程来读取此inode。对这个inode　的读将把此它放到inode　cache中以备下一次访问。不经常使用的VFS　inode将会从cache中移出。　

所有Linux文件系统使用一个通用buffer　cache来缓冲来自底层设备的数据以便加速对包含此文件系统的物理　设备的存取。　

这个buffer　cache与文件系统无关并被集成到Linux核心分配与读写数据缓存的机制中。让Linux文件系统独立于底层介质和设备驱动好处很多。所有的块结构设备将其自身注册到Linux核心中并提供基于块的一致性异步接口。象SCSI设备这种相对复杂的块设备也是如此。当实际文件系统从底层物理磁盘读取数据时，块设备驱动将从它们所控制的设备中读取物理块。buffer　cache也被集成到了块设备接口中。　当文件系统读取数据块时它们将被保存在由所有文件系统和Linux核心共享的全局buffer　cache中。这些buffer由其块号和读取设备的设备号来表示。所以当某个数据块被频繁使用则它很可能能从buffer　cache而不是磁盘中读取出来，后者显然将花费更长的时间。有些设备支持通过预测将下一次可能使用的数据提前读取出来。　

VFS还支持一种目录cache以便对经常使用的目录对应的inode进行快速查找。我们可以做一个这样的实验，首先我们对一个最近没有执行过列目录操作的目录进行列目录操作。第一次列目录时你可能发现会有较短的停顿但第二次操作时结果会立刻出现。目录cache不存储目录本身的inode；这些应该在inode　cache中，目录cache　仅仅保存全目录名和其inode号之间的映射关系。　


9.2.1　　VFS　超块
每个已安装的文件系统由一个VFS超块表示；它包含如下信息：　


Device　
表示文件系统所在块设备的设备标志符。例如系统中第一个IDE硬盘的设备标志符为0x301。　
Inode　pointers　
这个mounted　inode指针指向文件系统中第一个inode。而covered　inode指针指向此文件系统安装目录的inode。根文件系统的VFS超块不包含covered指针。　
Blocksize　
以字节记数的文件系统块大小，如1024字节。　
Superblock　operations　
指向此文件系统一组超块操纵例程的指针。这些例程被VFS用来读写inode和超块。　
File　System　type　
这是一个指向已安装文件系统的file_system_type结构的指针。　
File　System　specific　
指向文件系统所需信息的指针。　

9.2.2　　The　VFS　Inode
和EXT2文件系统相同，VFS中的每个文件、目录等都用且只用一个VFS　inode表示。每个VFS　inode中的信息通过文件系统相关例程从底层文件系统中得到。VFS　inode仅存在于核心内存并且保存只要对系统有用，它们就会被保存在在VFS　inode　cache中。每个VFS　inode包含下列域：　


device　
包含此文件或此VFS　inode代表的任何东西的设备的设备标志符。　
inode　number　
文件系统中唯一的inode号。在虚拟文件系统中device和inode号的组合是唯一的。　
mode　
和EXT2中的相同,　表示此VFS　inode的存取权限。　
user　ids　
所有者的标志符。　
times　
VFS　inode　创建、修改和写入时间。　
block　size　
以字节计算的文件块大小，如1024字节。　
inode　operations　
指向一组例程地址的指针。这些例程和文件系统相关且对此inode执行操作，如截断此inode表示的文件。　
count　
使用此VFS　inode的系统部件数。一个count为0的inode可以被自由的丢弃或重新使用。