linux 虚拟文件(linux查看用户)

浅谈Linux虚拟文件系统

虚拟文件系统（Virtual File System，简称VFS）是Linux内核的子系统之一，它为用户程序提供文件和文件系统操作的统一接口，屏蔽不同文件系统的差异和操作细节。借助VFS可以直接使用open()、read()、write()这样的系统调用操作文件，而无须考虑具体的文件系统和实际的存储介质。

举个例子，Linux用户程序可以通过read()来读取ext3、NFS、XFS等文件系统的文件，也可以读取存储在SSD、HDD等不同存储介质的文件，无须考虑不同文件系统或者不同存储介质的差异。

通过VFS系统，Linux提供了通用的系统调用，可以跨越不同文件系统和介质之间执行，极大简化了用户访问不同文件系统的过程。另一方面，新的文件系统、新类型的存储介质，可以无须编译的情况下，动态加载到Linux中。

“一切皆文件”是Linux的基本哲学之一，不仅是普通的文件，包括目录、字符设备、块设备、套接字等，都可以以文件的方式被对待。实现这一行为的基础，正是Linux的虚拟文件系统机制。

VFS之所以能够衔接各种各样的文件系统，是因为它抽象了一个通用的文件系统模型，定义了通用文件系统都支持的、概念上的接口。新的文件系统只要支持并实现这些接口，并注册到Linux内核中，即可安装和使用。

举个例子，比如Linux写一个文件：调用了write()系统调用，它的过程简要如下：操作示意图如下：

Linux为了实现这种VFS系统，采用面向对象的设计思路，主要抽象了四种对象类型：每个对象都包含一组操作方法，用于操作相应的文件系统。

备注：Linux将目录当做文件对象来处理，是另一种形式的文件，它里面包含了一个或多个目录项。而目录项是单独抽象的对象，主要包括文件名和索引节点号。因为目录是可以层层嵌套，以形成文件路径，而路径中的每一部分，其实就是目录项。

接下来介绍一下各个对象的作用以及相关操作。

2.1超级块：超级块用于存储文件系统的元信息，由super_block结构体表示，定义在中，元信息里面包含文件系统的基本属性信息，比如有：其中操作方法 s_op对每个文件系统来说，是非常重要的，它指向该超级块的操作函数表，包含一系列操作方法的实现，这些方法有：当VFS需要对超级块进行操作时，首先要在超级块的操作方法 s_op中，找到对应的操作方法后再执行。比如文件系统要写自己的超级块：创建文件系统时，其实就是往存储介质的特定位置，写入超级块信息；而卸载文件系统时，由VFS调用释放超级块。

Linux支持众多不同的文件系统，file_system_type结构体用于描述每种文件系统的功能和行为，包括：当向内核注册新的文件系统时，其实是将file_system_type对象实例化，然后加入到Linux的根文件系统的目录树结构上。

2.2索引：索引节点对象包含Linux内核在操作文件、目录时，所需要的全部信息，这些信息由inode结构体来描述，定义在中，主要包含：一个索引节点inode代表文件系统中的一个文件，只有当文件被访问时，才在内存中创建索引节点。与超级块类似的是，索引节点对象也提供了许多操作接口，供VFS系统使用，这些接口包括：等等，我们常规的文件操作，都能在索引节点中找到相应的操作接口。

2.3目录项：前面提到VFS把目录当做文件对待，比如/usr/bin/vim，usr、bin和vim都是文件，不过vim是一个普通文件，usr和bin都是目录文件，都是由索引节点对象标识。

由于VFS会经常的执行目录相关的操作，比如切换到某个目录、路径名的查找等等，为了提高这个过程的效率，VFS引入了目录项的概念。一个路径的组成部分，不管是目录还是普通文件，都是一个目录项对象。/、usr、bin、vim都对应一个目录项对象。不过目录项对象没有对应的磁盘数据结构，是VFS在遍历路径的过程中，将它们逐个解析成目录项对象。

目录项由dentry结构体标识，定义在中，主要包含：目录项有三种状态：将整个文件系统的目录结构解析成目录项，是一件费力的工作，为了节省VFS操作目录项的成本，内核会将目录项缓存起来。

2.4文件：文件对象是进程打开的文件在内存中的实例。Linux用户程序可以通过open()系统调用来打开一个文件，通过close()系统调用来关闭一个文件。由于多个进程可以同时打开和操作同一个文件，所以同一个文件，在内存中也存在多个对应的文件对象，但对应的索引节点和目录项是唯一的。

文件对象由file结构体表示，定义在中，主要包含：类似于目录项，文件对象也没有实际的磁盘数据，只有当进程打开文件时，才会在内存中产生一个文件对象。

每个进程都有自己打开的一组文件，由file_struct结构体标识，该结构体由进程描述符中的files字段指向。主要包括：fd_array数组指针指向已打开的文件对象，如果打开的文件对象个数> NR_OPEN_DEFAULT，内核会分配一个新数组，并将 fdt指向该数组。

除此之外，内核还为所有打开文件维持一张文件表，包括：关于多进程打开同一文件以及文件共享更详细的信息，可以阅读《UNIX环境高级编程》第三章。

Linux支持了很多种类的文件系统，包含本地文件系统ext3、ext4到网络文件系统NFS、HDFS等，VFS系统屏蔽了不同文件系统的操作差异和实现细节，提供了统一的实现框架，也提供了标准的操作接口，这大大降低了操作文件和接入新文件系统的难度。

linux的VFS(虚拟文件系统)详解

VFS，或虚拟文件系统，是一个在内核层面上，为POSIX文件系统接口提供抽象的软件层。它允许应用程序通过统一接口访问不同文件系统，同时提供不同文件系统间的通信桥梁。VFS架构在Linux系统中的地位如下：用户使用GLIBC作为应用运行时库，通过操作系统将应用的I/O操作转换为系统调用。VFS层在此基础上，通过抽象模型将POSIX API与具体文件系统接口分离，实现对不同存储设备操作的统一。VFS的关键在于提供统一文件模型，让底层文件系统实现POSIX API功能，最终完成物理存储设备的操作。这种设计避免了系统调用过于复杂，确保不同存储设备特性得到妥善处理。VFS为不同设备或文件系统间访问提供了媒介，如用户执行文件拷贝操作，VFS在用户层面上实现对不同文件系统的读写操作，无需用户关心底层细节。VFS抽象接口覆盖了Linux系统支持的所有文件系统操作。统一文件模型作为VFS的核心设计，定义了文件系统的四种对象，构建起统一文件模型。Linux VFS遵循Unix家族的VFS标准，为所有Unix系统提供支持。超级块（Superblock）作为文件系统的基础元信息，定义文件系统类型并支持挂载。内存中维护的超级块链表和根目录指针（s_root），以及设备信息（s_bdev），共同维护文件系统状态。超级块中的“super_operations”结构体指针（s_op），链接了具体文件系统支持的操作。通过系统调用注册和卸载文件系统，实现对不同文件系统的管理。每个文件系统在使用前需进行挂载，超级块包含文件系统类型信息。索引节点（Index node）在创建文件系统时生成，记录文件系统元信息，动态创建于内存中，包含与文件对象关联的操作指针。目录项（Directory entry）用于记录文件名与inode间的对应关系，实现文件系统树状层次结构，包括硬链接、缓存和多级目录功能。文件对象在打开文件后创建，与进程和用户关联，包含文件操作集合（f_op）等关键信息。VFS组件间的关系可以从用户视角清晰理解，通过文件描述符连接文件对象、dentry、inode和具体存储设备。这种设计确保了Linux系统的高效、灵活和兼容性。

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sun

icrosystems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境的分布式文件系统，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