文件系统---代码层次深入分析文件系统

    文件系统对用户来说，最重要的就是创建目录、创建文件、打开文件 和 文件读写。

    对通常的硬盘文件系统来说，涉及硬盘的读写和硬盘空间管理，从读写文件系统层一直到通用设备层再到硬盘驱动。为了简化，我们给出最简单文件系统，通过这个例子导入文件系统的概念。通过代码分析，逐层深入内核，了解架构：

1、简单的文件系统aufs

        这个文件系统直接创建在内存中，在内存中 

#include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/pagemap.h> #include <linux/mount.h> #include <linux/init.h> #include <linux/namei.h> #define AUFS_MAGIC  0x64668735  static struct vfsmount *aufs_mount;  static int aufs_mount_count;  static struct inode *aufs_get_inode(struct super_block *sb, int mode, dev_t dev)  {    struct inode *inode = new_inode(sb);    if (inode) {         inode->i_mode = mode;         inode->i_uid = current->fsuid;         inode->i_gid = current->fsgid;         inode->i_blksize = PAGE_CACHE_SIZE;         inode->i_blocks = 0;         inode->i_atime = inode->i_mtime = inode->i_ctime = CURRENT_TIME;         switch (mode & S_IFMT) {         default:             init_special_inode(inode, mode, dev);             break;         case S_IFREG:             printk("creat a  file \n");             break;         case S_IFDIR:             inode->i_op = &simple_dir_inode_operations;             inode->i_fop = &simple_dir_operations;             printk("creat a dir file \n");             inode->i_nlink++;             break;         }    }    return inode;  }  /* SMP-safe  创建iNode的函数 */  static int aufs_mknod(struct inode *dir, struct dentry *dentry,             int mode, dev_t dev)  {    struct inode *inode;    int error = -EPERM;   /* 判断inode是否存在 如果存在就返回退出函数 */  if (dentry->d_inode)         return -EEXIST;   /* 如果inode不存在就调用aufs_get_inode函数创建inode */  inode = aufs_get_inode(dir->i_sb, mode, dev);    if (inode) {    /*  */       d_instantiate(dentry, inode);         dget(dentry);         error = 0;    }    return error;  }  static int aufs_mkdir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)  {    int res;   /* 参数S_IFDIR表示创建一个目录文件的inode */  res = aufs_mknod(dir, dentry, mode |S_IFDIR, 0);    if (!res)         dir->i_nlink++;    return res;  }  static int aufs_create(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)  {    return aufs_mknod(dir, dentry, mode | S_IFREG, 0);  }  static int aufs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent)  {    static struct tree_descr debug_files[] = {{""}};    return simple_fill_super(sb, AUFS_MAGIC, debug_files);  }  static struct super_block *aufs_get_sb(struct file_system_type *fs_type,                  int flags, const char *dev_name,                  void *data)  {    return get_sb_single(fs_type, flags, data, aufs_fill_super);  }  static struct file_system_type au_fs_type = {    .owner =    THIS_MODULE,    .name =     "aufs",    .get_sb =   aufs_get_sb,    .kill_sb =  kill_litter_super,  };   /* 创建文件的inode和dentry结构 */static int aufs_create_by_name(const char *name, mode_t mode,                   struct dentry *parent,                   struct dentry **dentry)  {    int error = 0;    /* If the parent is not specified, we create it in the root.     * We need the root dentry to do this, which is in the super     * block. A pointer to that is in the struct vfsmount that we     * have around.     */     /* 判断是否有父目录 没有就赋予文件系统的根dentry */  if (!parent ) {         if (aufs_mount && aufs_mount->mnt_sb) {             parent = aufs_mount->mnt_sb->s_root;         }    }    if (!parent) {         printk("Ah! can not find a parent!\n");         return -EFAULT;    }    *dentry = NULL;    /* 原子锁  */  mutex_lock(&parent->d_inode->i_mutex);    /* 调用lookup_one_len：首先在父目录下根据名字查找dentry结构 如果存在就返回指针 不存在就创建一个dentry */  *dentry = lookup_one_len(name, parent, strlen(name));    if (!IS_ERR(dentry)) {         if ((mode & S_IFMT) == S_IFDIR)          /* 这里表示创建一个目录文件的inode */            error = aufs_mkdir(parent->d_inode, *dentry, mode);         else         /* 创建一个文件的inode */            error = aufs_create(parent->d_inode, *dentry, mode);    } else         error = PTR_ERR(dentry);    mutex_unlock(&parent->d_inode->i_mutex);    return error;  }  /* 创建一个文件 文件是用dentry和inode代表的 这里是创建dentry和inode */struct dentry *aufs_create_file(const char *name, mode_t mode,                    struct dentry *parent, void *data,                    struct file_operations *fops)  {    struct dentry *dentry = NULL;    int error;    printk("aufs: creating file '%s'\n",name);    error = aufs_create_by_name(name, mode, parent, &dentry);    if (error) {         dentry = NULL;         goto exit;    }    if (dentry->d_inode) {         if (data)              dentry->d_inode->u.generic_ip = data;         if (fops)              dentry->d_inode->i_fop = fops;    }  exit:    return dentry;  }   /* 目录创建 linux中目录也是文件 所以调用aufs_create_file创建文件 传入参数S_IFDIR指明创建的是一个目录 */struct dentry *aufs_create_dir(const char *name, struct dentry *parent)  {    return aufs_create_file(name,                    S_IFDIR | S_IRWXU | S_IRUGO | S_IXUGO,                    parent, NULL, NULL);  }  static int __init aufs_init(void)  {    int retval;         struct dentry *pslot;   /* 将文件系统登记到系统 */  retval = register_filesystem(&au_fs_type);    if (!retval) {  /* 创建super_block 根dentry 根inode */       aufs_mount = kern_mount(&au_fs_type);/* kern_mount错误就卸载文件系统 */       if (IS_ERR(aufs_mount)) {             printk(KERN_ERR "aufs: could not mount!\n");             unregister_filesystem(&au_fs_type);             return retval;         }    }  /* 创建目录和目录下的几个文件 */  pslot = aufs_create_dir("woman star",NULL);    aufs_create_file("lbb", S_IFREG | S_IRUGO, pslot, NULL, NULL);    aufs_create_file("fbb", S_IFREG | S_IRUGO, pslot, NULL, NULL);    aufs_create_file("ljl", S_IFREG | S_IRUGO, pslot, NULL, NULL);    pslot = aufs_create_dir("man star",NULL);    aufs_create_file("ldh", S_IFREG | S_IRUGO, pslot, NULL, NULL);    aufs_create_file("lcw", S_IFREG | S_IRUGO, pslot, NULL, NULL);    aufs_create_file("jw", S_IFREG | S_IRUGO, pslot, NULL, NULL);    return retval;  }  static void __exit aufs_exit(void)  {  /* 退出函数中卸载super_block 根dentry 根inode */  simple_release_fs(&aufs_mount, &aufs_mount_count);    /* 卸载文件系统 */  unregister_filesystem(&au_fs_type);  }   /* 模块入口出口函数声明 和模块声明 */module_init(aufs_init);  module_exit(aufs_exit);  MODULE_LICENSE("GPL");  MODULE_DESCRIPTION("This is a simple module");  MODULE_VERSION("Ver 0.1"); 

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2、文件系统如何管理目录和文件

3、文件系统的挂载过程

4、文件打开的代码分析