實(shí)現(xiàn)自己的虛擬文件系統(tǒng)

1、實(shí)現(xiàn)自己的虛擬文件系統(tǒng)西安郵電學(xué)院西安郵電學(xué)院Linux小組小組陳莉君陳莉君 許振文許振文 武婷武婷 陳繼峰陳繼峰主要內(nèi)容什么是虛擬文件系統(tǒng)，與VFS有何區(qū)別 ?為什么要?jiǎng)?chuàng)建自己的虛擬文件系統(tǒng)?如何創(chuàng)建自己的虛擬文件系統(tǒng)?虛擬文件系統(tǒng) 虛擬文件系統(tǒng)是存在于內(nèi)存中,區(qū)別于ext2,ext3等實(shí)際文件系統(tǒng)的文件系統(tǒng).虛擬文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換VFS為了支持其他各種不同的文件系統(tǒng)，Linux提供了一種統(tǒng)一的框架，就是所謂的虛擬文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)換（Virtual Filesystem Switch），簡(jiǎn)稱(chēng)虛擬文件系虛擬文件系統(tǒng)統(tǒng)(VFS)(VFS)VFS框架 用戶程序 虛擬文件系統(tǒng)VFS Minix Ext2 FAT

2、 設(shè)備文件 文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用接口，包括 read()、 write()、open()、close()等 系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)的內(nèi)核函數(shù)sys_read() sys_write()、sys_open()等支撐VFS的具體文件系統(tǒng)用戶空間內(nèi)核空間 VFS與具體文件系統(tǒng)之間的關(guān)系主要內(nèi)容u什么是虛擬文件系統(tǒng)?與VFS有何區(qū)別 ？u為什么要實(shí)現(xiàn)自己的虛擬文件系統(tǒng)為什么要實(shí)現(xiàn)自己的虛擬文件系統(tǒng)?u如何實(shí)現(xiàn)自己的虛擬文件系統(tǒng)?實(shí)現(xiàn)自己虛擬文件系統(tǒng)的原因現(xiàn)有的虛擬文件系統(tǒng)，比如proc， sysfs等都各有自己的用途。當(dāng)因?yàn)槟撤N用途想把內(nèi)核輸出的信息放在一個(gè)文件系統(tǒng)下時(shí)，可以建立自己的虛擬文件系統(tǒng)。主要內(nèi)容 什么

3、是虛擬文件系統(tǒng)?與VFS有何區(qū)別 為什么要?jiǎng)?chuàng)建自己的虛擬文件系統(tǒng)?如何創(chuàng)建自己的虛擬文件系統(tǒng)?注冊(cè)文件系統(tǒng)struct file_system_type const char *name; int fs_flags; int (*get_sb) (struct file_system_type *, int, const char *, void *, struct vfsmount *); void (*kill_sb) (struct super_block *); struct module *owner; struct file_system_type * next; struct l

4、ist_head fs_supers;。在在Linux系統(tǒng)中，每個(gè)文件系統(tǒng)都會(huì)以系統(tǒng)中，每個(gè)文件系統(tǒng)都會(huì)以struct file_system_type數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示myfs文件系統(tǒng)實(shí)例結(jié)構(gòu)定義為：文件系統(tǒng)實(shí)例結(jié)構(gòu)定義為：static struct file_system_type my_fs_type = .owner = THIS_MODULE, .name = myfs, .get_sb = my_get_sb, .kill_sb = kill_litter_super,;注冊(cè)文件系統(tǒng)就是將各種文件系統(tǒng)實(shí)例化，形成鏈表，內(nèi)核中使用一個(gè)名為注冊(cè)文件系統(tǒng)就是將各種文件系統(tǒng)實(shí)例化

5、，形成鏈表，內(nèi)核中使用一個(gè)名為file_systems的的全局變量來(lái)指向該鏈表表頭。全局變量來(lái)指向該鏈表表頭。static struct file_system_type *file_systems;return文件系統(tǒng)實(shí)例化此時(shí)用圖來(lái)表示為：初始化myfs-注冊(cè)文件系統(tǒng) retval = register_filesystem(&my_fs_type);數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一安裝點(diǎn)安裝點(diǎn)struct vfsmount struct list_head mnt_hash; struct vfsmount *mnt_parent; /* fs we are mounted on */

6、struct dentry *mnt_mountpoint; /* dentry of mountpoint */ struct dentry *mnt_root; /* root of the mounted tree */ struct super_block *mnt_sb; /* pointer to superblock */ struct list_head mnt_mounts; /* list of children, anchored here */ struct list_head mnt_child; /* and going through their mnt_chil

7、d */ int mnt_flags; /* 4 bytes hole on 64bits arches */ const char *mnt_devname; /* Name of device e.g. /dev/dsk/hda1 */.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之二超級(jí)塊超級(jí)塊struct super_block struct file_system_type *s_type; const struct super_operations *s_op;.struct dentry *s_root;/指向文件系統(tǒng)的根目錄.struct list_head s_instances;/數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之三 索

8、引節(jié)點(diǎn)索引節(jié)點(diǎn)struct inode . unsingned long i_ino;const struct inode_operations *i_op;const struct file_operations *i_fop; struct super_block *i_sb;.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之四-目錄項(xiàng)目錄項(xiàng)struct dentry struct dentry *d_parent; /* parent directory */ struct qstr d_name;struct list_head d_alias; /* inode alias list */ const struct de

9、ntry_operations *d_op; struct super_block *d_sb; /* The root of the dentry tree */ void *d_fsdata; /* fs-specific data */文件系統(tǒng)掛載文件系統(tǒng)類(lèi)型注冊(cè)好之后,調(diào)用vfs_kern_mount(&my_fs_type,MS_KERNMOUNT,(&my_fs_type)-name,NULL);初始化已經(jīng)注冊(cè)了的myfs文件系統(tǒng).接下來(lái)分析具體過(guò)程vfs_kern_mount()做的主要工作1）調(diào)用調(diào)用 alloc_vfsmnt() 函數(shù)在內(nèi)存里申請(qǐng)了一塊該類(lèi)型的

10、內(nèi)存空函數(shù)在內(nèi)存里申請(qǐng)了一塊該類(lèi)型的內(nèi)存空間（間（struct vfsmount *mnt），并初始化其部分成員變量。），并初始化其部分成員變量。2) 調(diào)用調(diào)用 type-get_sb(即即myfs_get_sb() 函數(shù)在內(nèi)存中分配一個(gè)函數(shù)在內(nèi)存中分配一個(gè)超級(jí)塊結(jié)構(gòu)超級(jí)塊結(jié)構(gòu) (struct super_block) sb，并初始化其部分成員變量，并初始化其部分成員變量，將成員將成員 s_instances 插入到插入到 myfs 文件系統(tǒng)類(lèi)型結(jié)構(gòu)中的文件系統(tǒng)類(lèi)型結(jié)構(gòu)中的 fs_supers 指向的雙向鏈表中。指向的雙向鏈表中。3) 通過(guò)通過(guò) myfs 文件系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)中的myfs_fi

11、ll_super 函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)指針調(diào)用 myfs_fill_super() 函數(shù)。填充超級(jí)塊函數(shù)。填充超級(jí)塊.4) myfs_fill_super() 函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用 myfs_get_inode() 在內(nèi)存中分配在內(nèi)存中分配了一個(gè)了一個(gè) inode 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) (struct inode) inode，并初始化其部分成員，并初始化其部分成員變量，其中比較重要的有變量，其中比較重要的有 i_op、i_fop 和和 i_sbinode-i_op = &myfs_dir_inode_operations;inode-i_fop = &dcache_dir_ops;inode-i_sb = sb;vfs_kern_mount函數(shù)調(diào)用過(guò)程調(diào)用alloc_vfsmnt() 分配vfs_mount分配超級(jí)塊并初始化myfs_get_inode()myfs_get_inode()分配分配inodeinode并初始化并初始化Vfs_kern_mount完成之后掛載（安裝）文件系統(tǒng)以上過(guò)程只是對(duì)文件系統(tǒng)進(jìn)行了初始化，此時(shí)mount point已經(jīng)指向了文件系統(tǒng)的根目錄。使用mount命令進(jìn)行掛載：Sudo mount -t myfs myfs /mnt完成后可以在/mnt目錄下看到