Linux 文件系统接口74

文件系统是操作系统中一种抽象层，它将应用程序从底层物理存储设备中分离出来。它提供了一组标准化接口，允许应用程序访问、创建和管理文件和目录。Linux 内核提供了多种文件系统接口，包括 Virtual File System (VFS)、procfs 和 sysfs。

VFS

VFS 是 Linux 内核中文件系统接口的核心组件。它提供了一个统一的抽象层，允许应用程序访问不同类型的文件系统，而无需了解其底层实现。VFS 将文件视为一组文件描述符，每个文件描述符代表一个打开的文件或目录。应用程序可以使用一组标准系统调用与文件描述符进行交互，例如打开、读取、写入和关闭。VFS 负责将这些系统调用映射到适当的文件系统特定操作。

procfs

procfs 是一种伪文件系统，它提供有关正在运行的进程的信息。它以 /proc 为根目录挂载，并包含每个进程的子目录。这些子目录包含有关进程状态、打开文件、内存映射和线程的信息。应用程序可以通过 procfs 访问这些信息以监视和管理系统上的进程。

sysfs

sysfs 是一种伪文件系统，它提供有关系统硬件设备的信息。它以 /sys 为根目录挂载，并包含设备驱动的属性和值。应用程序可以通过 sysfs 设置和获取设备属性，例如电源状态、时钟频率和驱动程序版本。这允许用户程序与底层硬件进行交互，而无需直接访问设备驱动程序。

文件系统调用

应用程序通过一组标准文件系统调用与文件系统交互。这些系统调用包括：*

open()：打开一个文件或目录。*

read()：从文件或目录中读取数据。*

write()：向文件或目录中写入数据。*

close()：关闭一个文件或目录。*

mkdir()：创建一个目录。*

rmdir()：删除一个目录。*

link()：创建一个文件的硬链接。*

unlink()：删除文件或目录的链接。

文件类型和权限

Linux 文件系统中的文件可以具有不同的类型，例如常规文件、目录、符号链接和设备文件。每个文件都有一个与之关联的权限集，它确定谁可以访问和修改文件。权限通常分为三个类别：所有者、组和其他人。

文件元数据

除了数据之外，文件还包含元数据，它提供有关文件的信息，例如文件大小、创建时间、修改时间和访问时间。应用程序可以使用 stat() 系统调用检索文件元数据。

文件系统类型

Linux 内核支持多种文件系统类型，包括：*

ext4：一种用于传统硬盘驱动器和 SSD 的高性能文件系统。*

XFS：一种用于大型文件系统的高性能文件系统。*

ZFS：一种具有数据完整性功能的高级文件系统。*

NFS：一种允许通过网络访问文件系统的分布式文件系统。*

CIFS：一种允许通过网络访问 Windows 共享的文件系统。

文件系统扩展

Linux 社区开发了许多文件系统扩展，为标准文件系统接口添加了附加功能。这些扩展包括：*

ext4：支持大文件、文件系统快照和扩展属性。*

XFS：支持可扩展的文件系统大小、在线文件系统调整大小和数据校验和。*

ZFS：支持数据校验和、重复数据删除和文件系统快照。

2024-11-23

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