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深入理解Linux VFS和Page Cache

编者注：在分析完 Linux inode 基础概念 之后，让我们看下inode在内存中对应的文件系统抽象VFS，然后分析下关于 磁盘操作 中Page Cache的回写策略。...VFS（虚拟文件系统层） VFS是虚拟文件系统层（进程与文件系统之间的抽象层），与它相关的数据结构只存在于物理内存当中。...其目的是屏蔽下层具体文件系统操作的差异，为上层的操作提供一个统一接口，正是由于VFS的存在，Linux中允许多个不同的文件系统共存。...VFS中包含着向物理文件系统转换的一系列数据结构，如VFS超级块、VFS的Inode、各种操作函数的转换入口等。...Linux中VFS依靠四个主要的数据结构来描述其结构信息，分别为超级块、索引结点、目录项和文件对象，这些数据结构大都会与磁盘上的对应上。 超级块（Super Block）：超级块对象表示一个文件系统。

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VFS 和容器的实际应用

VFS（Virtual File System）和容器（Containers）是两种在现代计算中非常重要的技术，它们在不同的场景和应用中发挥着关键作用。...以下是VFS和容器的一些实际应用：VFS（虚拟文件系统）的实际应用：操作系统核心组件：VFS是大多数现代操作系统（如Linux、Unix）的核心组件，它提供了一个统一的接口来访问不同类型的文件系统。...文件系统抽象：通过VFS，操作系统可以透明地处理本地文件系统、网络文件系统（如NFS、SMB）以及其他特殊文件系统（如procfs、sysfs）。...设备驱动程序：VFS允许设备驱动程序以文件的形式存在，使得设备可以像文件一样被访问和操作。云存储集成：VFS可以用于集成云存储服务，使得远程存储资源可以像本地磁盘一样被操作系统和应用程序访问。...文件系统过滤和安全：VFS可以用于实现文件系统级别的安全策略和过滤，例如，通过VFS层实现的加密文件系统。

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    解析Linux中的VFS文件系统之文件系统的注册（二）

    文件系统的注册 这里的文件系统是指可能会被挂载到目录树中的各个实际文件系统，所谓实际文件系统，即是指VFS 中的实际操作最终要通过它们来完成而已，并不意味着它们一定要存在于某种特定的存储设备上。...比如在笔者的 Linux 机器下就注册有 "rootfs"、"proc"、"ext2"、"sockfs" 等十几种文件系统。...3.1 文件系统的数据结构 在 Linux 源代码中，每种实际的文件系统用以下的数据结构表示（include/linux/fs.h）： 1 struct file_system_type { 2...mount：这个函数非常重要，它VFS能够和底层文件系统交互的起始点，该函数是不能放在super_block结构中的，因为super_block是在get_sb执行之后才能建立的。...的关系太过密切，如果说 ext2/ext3 是 Linux 的本土文件系统，那么 rootfs 文件系统则是 VFS 存在的基础。

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    解析Linux中的VFS文件系统之文件系统的来源与简介（一）

    最近挂载了N多的文件系统，大致了不同文件系统的相应特性及挂载方式，却还是对Linux的文件系统没有从源码方面去了解。不求甚解确实不好不好。...于是借鉴一些大牛的博客及自己的理解，总结了博客系列： 一、VFS是什么： VFS是Linux中的一个虚拟文件文件系统，也称为虚拟文件系统交换层（Virtual Filesystem Switch），是一种软件机制...等）； （2）通过系统调用到VFS到实际文件系统的操作。...二、文件系统种类： （1）基于磁盘的文件系统； （2）网络文件系统（NFS）； （3）伪文件系统（sysfs、proc）； VFS 目录树结构： ?...Reference： https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-vfs/ 在链接中，文章选用的是Linux2.4.20，我选择Linux3.4.2来分析源码

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    快速了解虚拟文件系统（VFS）

    前言 为什么 Linux 内核的文件系统类型那么多，都能挂载上呢？为什么系统里可以直接 mount 其他文件系统呢？...甚至能把 windows 下的文件夹挂载到 windows 上，为什么 Linux 的虚拟文件系统这么强大？这得益于它的数据结构设计得十分精妙。好像听过，Linux 有什么解决不了的？加一层。...VFS 是什么 虚拟文件系统，简称 VFS（Virtual Filesystem），是一个内核软件层。...VFS 的作用 概括地讲，VFS 有两个作用： 处理与 Unix 标准文件系统相关的所有系统调用 为各种文件系统提供一个通用的接口 VFS 支持的文件系统类型 以下列出以下常见的文件系统类型，本文暂时不对其进行详细分析...因此，Linux 有一句经典的话：一切皆文件。 关键数据结构介绍 Linux VFS 抽象出 4 种类型的数据结构，实现将不同类型的文件系统挂载到目录结构中。

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    Linux 内核裁剪框架初探

    Linux 的内核裁剪是为了减少目标应用中不需要的内核代码，在安全性和高性能(快速启动时间和减少内存占用)方面有着显著的好处。但是，现有的内核裁剪技术有其局限性，有没有内核裁剪的框架化方法呢？...5 内核裁剪框架初探 内核裁剪框架的原理没有变，仍然是跟踪目标应用工作负载的内核占用情况，以确定所需的内核选项。 5.1 内核裁剪框架的核心特性 内核裁剪框架大概可以具备以下特性： 端到端的可见性。...利用虚拟机监控程序的可见性来实现端到端的观察，可以跟踪内核引导阶段和应用程序工作负载，可以尝试在QEMU 的基础上建造Linux内核的裁剪框架。 可组合性。...通过在线系统，配置组合器使用基线配置和应用配置来生成目标内核配置，然后，内核构建器生成裁剪后的Linux内核. 5.3 内核裁剪框架的实现可行性 配置跟踪 内核裁剪框架的配置跟踪器在目标应用程序驱动的内核执行期间跟踪配置选项...了解了现有技术的局限性，尝试提出一个Linux内核裁剪框架，或许可以解决这些问题。

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    Linux驱动框架与杂项字符设备框架介绍

    Linux下驱动框架介绍 1.1 驱动框架分类 Linux下驱动框架分为3大类型: 字符设备 --------- 块设备 存储设备 SD 硬盘 网络设备 网卡 无线 有线 字符设备和块设备都会生成设备节点在...可以使用ifconfig查看 字符设备标准框架详细区分: RTC设备驱动 LCD屏设备驱动—帧缓冲设备框架 声卡设备驱动—音频设备 标准输入设备驱动—输入子系统框架 …等等...、蜂鸣器 驱动都是使用字符设备框架编写 1.2 驱动框架代码模板 示例代码： #include linux/kernel.h> #include linux/module.h> static...杂项设备框架 2.1 框架结构介绍 杂项字符设备的主设备号固定： 10 主设备号: 0 ~ 255 次设备号范围: 0 ~ 255 Linux内核寻找驱动节点是依靠设备号寻找的。...文件操作集合的模型图： 2.2 蜂鸣器驱动示例代码 这是蜂鸣器的驱动层示例代码，使用杂项设备框架编写: #include linux/init.h> #include linux/module.h

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    吴锦华 明鑫 : 用户态文件系统 ( FUSE ) 框架分析和实战

    对于用户来说，我们不要去关心不同文件系统的具体操作过程，而只是对一个虚拟的文件操作界面来进行操作，这个操作界面就是 Linux 的虚拟文件系统(VFS ) 。...形象地说，Linux 的内核好像一个 PC 机的主板，VFS 就是上面的一个插槽，具体的文件系统就是外设卡。 因此，每一个文件系统之间互不干扰，而只是调用相应的程序来实现其功能。...在 Linux 的内核文件中，VFS 和具体的文件系统程序都放在 Linux\FS 中，其中每一种文件系统对应一个子目录，另外还有一些共用的 VFS 程序。...所以，VFS 作为 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，同时也提供了内核中的一个抽象功能，允许不同的文件系统很好地共存。...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。

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    Linux Cgroup浅析

    编者注：cgroup从2.6.4引入linux内核主线，目前默认已启用该特性。...cgroups概念 从实现角度来看，cgroups实现了一个通用的进程分组框架，不同资源的具体管理工作由各cgroup子系统来实现，当需要多个限制策略比如同时针对cpu和内存进行限制，则同时关联多个cgroup...Linux下的cgroups的数据结构图示如下： ?...Linux内核有一个很强大的模块叫 VFS (Virtual File System)。VFS 能够把具体文件系统的细节隐藏起来，给用户态进程提供一个统一的文件系统 API 接口。...VFS 使用了一种通用文件系统的设计，具体的文件系统只要实现了 VFS 的设计接口，就能够注册到 VFS 中，从而使内核可以读写这种文件系统。

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    Linux之字符设备驱动框架

    以上就是一个最简单的字符设备驱动框架。三、字符设备驱动(二)前面的字符设备驱动框架比较简单，不灵活。不仅需要设定主设备号，在测试时还需要手动创建设备文件。新字符设备驱动框架刚好能解决这两个大问题。...cdevAI写代码cpp4.自动创建设备节点上面的驱动框架，当使用 modprobe 加载驱动程序以后还需要使用命令mknod手动创建设备节点。...然后调到虚拟文件VFS （为了上层调用到确切的硬件统一化）,调用VFS里的sys_open，sys_open会找到在驱动链表(管理所有设备的驱动)里面，根据主设备号和次设备号找到字符设备驱动，然后驱动函数里面有通过寄存器操控...3.在linux操作系统中, 每个驱动程序都有一个设备号4.在linux操作系统中，每打开一次文件，Linux操作系统会在VFS层分配一个struct file结构体来描述打开的文件。...(4) 任务完成，VFS层会给应用返回一个文件描述符（fd）。这个fd是和struct file结构体对应的。

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