1. VFS接口
VFS给用户空间的程序提供同意的系统调用接口，以访问各种文件，不管下面的文件系统是什么。
2. 文件系统抽象层
VFS提供一个通用文件系统模型，以支持各种文件系统，并提供上层统一的抽象接口和数据接口，保证用户空间调用统一的系统调用。
如写数据到文件：user space: write() -> VFS: sys_write() -> 特定FS: fd 的写操作-> Physical data
3. Unix FS
Unix使用4个与FS相关的概念：文件、目录项、索引节点、挂载点。
Unix文件系统使用分层的结构，FS挂载在一个挂载点上，挂载点位于根文件系统树的树叶上。
文件通过目录组织，而目录也是一个文件（VFS将目录视为文件，一视同仁），列出包含在下面的所有文件。
Unix把文件相关的元数据存储在inode中，文件系统的控制信息存储在super_block中。
4. VFS对象与数据结构
VFS主要有4个对象类型：
super_block：代表一个具体的已安装FSinode：代表一个具体文件dentry：代表一个目录项，是路径的组成部分file：代表一个由进程打开的文件
每个对象类型对应一个操作对象，内部使用函数指针指定特定的操作：
super_operations,inode_operations,dentry_operations,file_operations
5. super_block
超级块对象struct super_block，定义在<linux/fs.h>中，存储特定文件系统的信息。
它通常存放在磁盘的特定扇区，或者文件系统控制块中，若文件系统是非磁盘型的（如内存型、网络型），则会现场创建并保存在内存中。
5.1. super_block操作
super_block有一个重要的域s_op，指向super_operations（定义在<linux/fs.h>中），用于操作super_block。
拥有的操作比如有：读写超级块、增删inode、同步文件系统元数据等等。
操作可以不全部实现，不需要实现的函数，函数指针可设为NULL（调用时，可能不做任何事，或者调用通用函数）。
6. inode
inode包含内核操作文件或目录时所需的全部信息，它在文件（不仅是普通文件，也可以是设备或者管道这样的特殊文件）被访问时，在内存中创建（内容会保存到磁盘）。
6.1. inode操作
inode的域i_op指向inode_operations（定义在<linux/fs.h>中）。
拥有的操作比如有：增删inode，增删目录，重命名，修改文件大小，修改权限，增删链接（硬/软），查找结点等。
硬链接：
link(struct dentry*, struct inode*, struct dentry*)- 表示一个文件拥有多个文件名
inode不会被创建，而是引用计数+1，只要计数为0时，文件内容才会被删除- 不能跨FS使用
软连接：
symlink(struct inode*, struct dentry* const char*)- 类似快捷方式，创建了新文件，包含另一个文件的位置信息
7. dentry
VFS把目录当成文件，因此每个目录也得消耗一个inode，而目录需要一些特定的操作，为了加速，因此还得消耗一个dentry，即一个目录有：1个inode和1个dentry。
dentry定义在<linux/dcache.h>中，访问目录时，dentry和对应的inode都会被创建。
7.1. 目录项状态
三种：
- 被使用：
dentry的d_inode域指向一个有效的inode，且引用计数d_count为正 - 未被使用：
dentry的d_inode域指向一个有效的inode，引用计数d_count为0 - 负状态：
dentry的d_inode域为NULL（节点被删除，或路径不准确，保留dentry以便以后快速的路径查询）
dentry, inode可被缓存到slab对象缓存中，加速内存申请和释放。
7.2. dentry缓存dcache
VFS为了加速遍历，对目录项对象进行缓存（dcache），包含3个部分：
- 被使用的目录项链表
- 最近被使用的目录项双向链表（可能包含未被使用或者负状态的目录项）
- 散列表，用于快速将路径解析为目录项
VFS会先从缓存中查找，若找不到则遍历文件系统，解析完毕后，将目录项加进缓存中。
7.3. dentry操作
dentry的域d_op指向dentry_operations（定义在<linux/decache.h>中）。
包含的操作比如有：判断目录是否有效，为目录生成散列值，比较文件名，删除和释放dentry等。
8. file
它表示进程已打开的文件，定义在<linux/fs.h>中。
它被open()创建，被close()销毁，一个磁盘上存储的文件，file可在内存中存在多个，但是它们对应的inode和dentry是唯一的。
文件对象file实际上不会存到磁盘上（和dentry一样）
判断文件是否为脏，可通过
f_dentry域指向dentry，而dentry会指向对应的索引节点inode，由它判断是否为脏。
8.1. file操作
file的域f_op指向file_operations（定义在<linux/fs.h>中）。
操作包含常见的打开、关闭、读、写、追加等操作。
9. 和FS相关的数据结构
9.1. file_system_type
用于描述特定的文件系统类型，定义在<linux/fs.h>中。
里面有个函数指针get_sb()，从磁盘上读取super_block，当文件系统按照是，在内存中组装super_block对象。
其它的基本是描述文件系统的属性。
9.2. vfsmount
当一个FS被安装时，一个vfsmount将被创建（定义在<linux/mount.h>中）。它代表一个挂载点。
它用于理清文件系统与其它所有安置点的关系，因此它维护了各种链表。
此外有一个mnt_flags域，可限制该已挂载的文件系统上的文件操作。
10. 和进程相关的数据结构
每个进程要维护自己的打开的文件。而有3个结构体，将进程和VFS联系在一起。
10.1. files_struct
定义在<linux/fdtable.h>中，task_struct的files域指向这个结构体。
所有与单线程相关的文件信息，都保持在该结构体中。
主要的2个域：
fdt：指向一个struct fdtable，而它包含一个域fd，指向当前的file对象数组fd_array：缺省的文件对象数组，元素指向已打开的file对象，若打开文件过多，则系统会分配新数组，并修改fdt的域将其指向它
10.2. fs_struct
定义在<linux/fs_struct.h>中，task_struct的fs域指向这个结构体。
包含了进程和对应文件系统的相关信息。
10.3. mmt_namespace
定义在<linux/mmt_namespace.h>中，task_struct的mmt_namespace域指向这个结构体。
它使得每一个进程在系统中都看到唯一已安装的文件系统（唯一的根目录，唯一的文件系统层次结构）。
主要的域：
list：挂载点链表，包含的元素组成了全体命名空间
而不同于之前2个结构体，默认情况下，所有的进程通常共享同样的命名空间，只有进行clone()时使用CLONE_NEWS标志时，才会对其进行拷贝。
