:::{note} 本文作者: 龙进 Email: ::: # 设计   VFS的架构设计如下图所示： ```text ┌─────────┐ │ │ │ read │ File │ │ │ write │ │ │ │ │ │ ioctl │ │ │ │ │ │ lseek │ │ │ │ │ │ etc.. │ │ └─────────┘ │ ▼ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ MountFS │ Maintain the mount tree and handle the mounting of file systems. │ │ │ In particular, it handles the "crossing file system boundaries" condition │ │ │ while doing "lookup" or "find" operations. │ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ Filesystems: │ │ ▼ ┌────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ xxxFSInode │ Implement corresponding operations based on different file systems │ └────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ ``` ## 1. File   File结构体是VFS中最基本的抽象，它代表了一个打开的文件。每当进程打开了一个文件，就会创建一个File结构体，用于维护该文件的状态信息。 ## 2. Traits   对于每个具体文件系统，都需要实现以下的trait： - FileSystem：表明某个struct是一个文件系统 - IndexNode： 表明某个struct是一个索引节点   一般情况下，FileSystem和IndexNode是一对一的关系，也就是，一个文件系统对应一种IndexNode。但是，对于某些特殊的文件系统，比如DevFS，根据不同的设备类型，会有不同的IndexNode，因此，FileSystem和IndexNode是一对多的关系。 ## 3. MountFS   挂载文件系统虽然实现了FileSystem和IndexNode这两个trait，但它并不是一个“文件系统”，而是一种机制，用于将不同的文件系统挂载到同一个文件系统树上. 所有的文件系统要挂载到文件系统树上，都需要通过MountFS来完成。也就是说，挂载树上的每个文件系统结构体的外面，都套了一层MountFS结构体。   对于大部分的操作，MountFS都是直接转发给具体的文件系统，而不做任何处理。同时，为了支持跨文件系统的操作，比如在目录树上查找，每次lookup操作或者是find操作，都会通过MountFSInode的对应方法，判断当前inode是否为挂载点，并对挂载点进行特殊处理。如果发现操作跨越了具体文件系统的边界，MountFS就会将操作转发给下一个文件系统，并执行Inode替换。这个功能的实现，也是通过在普通的Inode结构体外面，套一层MountFSInode结构体来实现的。