操作系統實驗文件系統實現

Ⅰ java如何實現文件系統

package com.kiritor.util;

import java.io.File;
import java.io.FileFilter;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

/**
* 文件的相關操作類
*
* @author Kiritor
*/
public class FileOperation {
private static String contentPath;
private static String filePath;
private static File[] fileList = null;// 保存文件列表,過濾掉目錄

public FileOperation() {

}

/** 構造函數的參數是一個目錄 */
public FileOperation(String path) {
File file = new File(path);
if (file.isDirectory())
this.contentPath = path;
else
this.filePath = path;
}
/**獲取文件列表*/
public static File[] getFiles() {
if (contentPath == null) {

File file = new File(filePath);
fileList = new File[1];
fileList[0] = file;
return fileList;
}
fileList = new File(contentPath).listFiles(new FileFilter() {

/**使用過濾器過濾掉目錄*/
@Override
public boolean accept(File pathname) {
if(pathname.isDirectory())
{
return false;
}else
return true;
}
});
return fileList;
}

/** 對當前目錄下的所有文件進行排序 */
public static File[] sort() {
getFiles();
Arrays.sort(fileList, new FileComparator());
return fileList;
}

public static void tree(File f, int level) {
String preStr = "";
for(int i=0; i<level; i++) {
preStr += " ";
}
File[] childs = f.listFiles();
//返回一個抽象路徑名數組，這些路徑名表示此抽象路徑名表示的目錄中的文件。
for(int i=0; i<childs.length; i++) {
System.out.println(preStr + childs[i].getName());
if(childs[i].isDirectory()) {
tree(childs[i], level + 1);
}
}
}

// 提供一個"比較器"
static class FileComparator implements java.util.Comparator<File> {
@Override
public int compare(File o1, File o2) {
// 按照文件名的字典順序進行比較
return o1.getName().compareTo(o2.getName());
}

}
}

Ⅱ 操作系統 模擬一個文件系統

用虛擬機

虛擬機（抄Virtual Machine）指通過軟體模擬的具有完整硬體系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。

虛擬系統通過生成現有操作系統的全新虛擬鏡像，它具有真實windows系統完全一樣的功能，進入虛擬系統後，所有操作都是在這個全新的獨立的虛擬系統裡面進行，可以獨立安裝運行軟體，保存數據，擁有自己的獨立桌面，不會對真正的系統產生任何影響 ，而且具有能夠在現有系統與虛擬鏡像之間靈活切換的一類操作系統。虛擬系統和傳統的虛擬機（Parallels Desktop，Vmware，VirtualBox，Virtual pc）不同在於：虛擬系統不會降低電腦的性能，啟動虛擬系統不需要像啟動windows系統那樣耗費時間，運行程序更加方便快捷；虛擬系統只能模擬和現有操作系統相同的環境，而虛擬機則可以模擬出其他種類的操作系統；而且虛擬機需要模擬底層的硬體指令，所以在應用程序運行速度上比虛擬系統慢得多。

分類有這些

文件伺服器 你需要一個win2008 系統 然後開通 文件伺服器 角色

就可以管理你的用戶 對文件的操作

Ⅲ 程序員必備知識（操作系統5-文件系統）

本篇與之前的第三篇的內存管理知識點有相似的地方

對於運行的進程來說，內存就像一個紙箱子, 僅僅是一個暫存數據的地方， 而且空間有限。如果我們想要進程結束之後，數據依然能夠保存下來，就不能只保存在內存里，而是應該保存在 外部存儲 中。就像圖書館這種地方，不僅空間大,而且能夠永久保存。

我們最常用的外部存儲就是 硬碟 ，數據是以文件的形式保存在硬碟上的。為了管理這些文件，我們在規劃文件系統的時候，需要考慮到以下幾點。

第一點,文件系統要有嚴格的組織形式，使得文件能夠 以塊為單位進行存儲 。這就像圖書館里，我們會給設置一排排書架，然後再把書架分成一個個小格子，有的項目存放的資料非常多，一個格子放不下，就需要多個格子來進行存放。我們把這個區域稱為存放原始資料的 倉庫區 。

第二點,文件系統中也要有 索引區 ，用來方便查找一個文件分成的多個塊都存放在了什麼位置。這就好比，圖書館的書太多了,為了方便查找,我們需要專門設置一排書架,這裡面會寫清楚整個檔案庫有哪些資料,資料在哪個架子的哪個格子上。這樣找資料的時候就不用跑遍整個檔案庫,在這個書架上找到後，直奔目標書架就可以了。

第三點,如果文件系統中有的文件是熱點文件,近期經常被讀取和寫入，文件系統應該有 緩存層 。這就相當於圖書館裡面的熱門圖書區,這裡面的書都是暢銷書或者是常常被借還的圖書。因為借還的次數比較多,那就沒必要每次有人還了之後，還放回遙遠的貨架，我們可以專門開辟一個區域, 放置這些借還頻次高的圖書。這樣借還的效率就會提高。

第四點,文件應該用 文件夾 的形式組織起來，方便管理和查詢。這就像在圖書館裡面，你可以給這些資料分門別類,比如分成計算機類.文學類.歷史類等等。這樣你也容易管理，項目組借閱的時候只要在某個類別中去找就可以了。

在文件系統中，每個文件都有一個名字,這樣我們訪問一個文件，希望通過它的名字就可以找到。文件名就是一個普通的文本。 當然文件名會經常沖突,不同用戶取相同的名字的情況還是會經常出現的。

要想把很多的文件有序地組織起來,我們就需要把它們成為 目錄 或者文件夾。這樣,一個文件夾里可以包含文件夾,也可以包含文件,這樣就形成了一種 樹形結構 。而我們可以將不同的用戶放在不同的用戶目錄下，就可以一定程度上避免了命名的沖突問題。

第五點，linux 內核要在自己的內存裡面維護一套數據結構，來保存哪些文件被哪些進程打開和使用 。這就好比，圖書館里會有個圖書管理系統，記錄哪些書被借閱了，被誰借閱了，借閱了多久,什麼時候歸還。

文件系統是操作系統中負責管理持久數據的子系統，說簡單點,就是負責把用戶的文件存到磁碟硬體中,因為即使計算機斷電了，磁碟里的數據並不會丟失,所以可以持久化的保存文件。

文件系統的基本數據單位是 文件 ，它的目的是對磁碟上的文件進行組織管理，那組織的方式不同,就會形成不同的文件系統。

Linux最經典的一句話是:「一切皆文件」,不僅普通的文件和目錄，就連塊設備、管道、socket 等，也都是統一交給文件系統管理的。

Linux文件系統會為每個文件分配兩個數據結構: 索引節點(index node) 和 目錄項(directory entry) ，它們主要用來記錄文件的元信息和目錄層次結構。

●索引節點，也就是inode, 用來記錄文件的元信息，比如inode編號、文件大小訪問許可權、創建時間、修改時間、 數據在磁碟的位置 等等。 索引節點是文件的唯一標識 ,它們之間一一對應, 也同樣都會被 存儲在硬碟 中,所以索引節點同樣佔用磁碟空間。

●目錄項，也就是dentry, 用來記錄文件的名字、索引節點指針以及與其他目錄項的層級關聯關系。多個目錄項關聯起來，就會形成 目錄結構 ，但它與索引節點不同的是,目錄項是由內核維護的一個數據結構,不存放於磁碟，而是 緩存在內存 。

由於索引節點唯一標識一個文件，而目錄項記錄著文件的名，所以目錄項和索引節點的關系是多對一,也就是說，一個文件可以有多個別字。比如，硬鏈接的實現就是多個目錄項中的索引節點指向同一個文件。

注意，目錄也是文件，也是用索引節點唯一標識，和普通文件不同的是，普通文件在磁碟裡面保存的是文件數據，而目錄文件在磁碟裡面保存子目錄或文件。

（PS：目錄項和目錄不是一個東西！你也不是一個東西（^_=）， 雖然名字很相近，但目錄是個文件。持久化存儲在磁碟,而目錄項是內核一個數據結構,緩存在內存。

如果查詢目錄頻繁從磁碟讀，效率會很低，所以內核會把已經讀過的目錄用目錄項這個數據結構緩存在內存，下次再次讀到相同的目錄時，只需從內存讀就可以,大大提高了 文件系統的效率。

目錄項這個數據結構不只是表示目錄，也是可以表示文件的。）

磁碟讀寫的最小單位是 扇區 ，扇區的大小隻有512B大小，很明顯，如果每次讀寫都以這么小為單位，那這讀寫的效率會非常低。

所以，文件系統把多個扇區組成了一個 邏輯塊 ，每次讀寫的最小單位就是邏輯塊(數據塊) , Linux中的邏輯塊大小為4KB,也就是一次性讀寫 8個扇區,這將大大提高了磁碟的讀寫的效率。

以上就是索引節點、目錄項以及文件數據的關系，下面這個圖就很好的展示了它們之間的關系:

索引節點是存儲在硬碟上的數據，那麼為了加速文件的訪問，通常會把索引節點載入到內存中。

另外，磁碟進行格式化的時候，會被分成三個存儲區域，分別是超級塊、索引節點區和數據塊區。

●超級塊,用來存儲文件系統的詳細信息，比如塊個數、塊大小、空閑塊等等。

●索引節點區,用來存儲索引節點;

●數據塊區，用來存儲文件或目錄數據;

我們不可能把超級塊和索引節點區全部載入到內存,這樣內存肯定撐不住，所以只有當需要使用的時候，才將其載入進內存，它們載入進內存的時機是不同的.

●超級塊:當文件系統掛載時進入內存;

●索引節點區:當文件被訪問時進入內存;

文件系統的種類眾多，而操作系統希望 對用戶提供一個統一的介面 ，於是在用戶層與文件系統層引入了中間層，這個中間層就稱為 虛擬文件系統(Virtual File System, VFS) 。

VFS定義了一組所有文件系統都支持的數據結構和標准介面,這樣程序員不需要了解文件系統的工作原理，只需要了解VFS提供的統一介面即可。

在Linux文件系統中，用戶空間、系統調用、虛擬機文件系統、緩存、文件系統以及存儲之間的關系如下圖:

Linux支持的文件系統也不少，根據存儲位置的不同，可以把文件系統分為三類:

●磁碟的文件系統，它是直接把數據存儲在磁碟中,比如Ext 2/3/4. XFS 等都是這類文件系統。

●內存的文件系統，這類文件系統的數據不是存儲在硬碟的,而是佔用內存空間，我們經常用到的/proc 和/sys文件系統都屬於這一類,讀寫這類文件,實際上是讀寫內核中相關的數據。

●網路的文件系統,用來訪問其他計算機主機數據的文件系統，比如NFS. SMB等等。

文件系統首先要先掛載到某個目錄才可以正常使用，比如Linux系統在啟動時,會把文件系統掛載到根目錄。

在操作系統的輔助之下，磁碟中的數據在計算機中都會呈現為易讀的形式，並且我們不需要關心數據到底是如何存放在磁碟中,存放在磁碟的哪個地方等等問題，這些全部都是由操作系統完成的。

那麼，文件數據在磁碟中究竟是怎麼樣的呢?我們來一探究竟!

磁碟中的存儲單元會被劃分為一個個的「 塊 」，也被稱為 扇區 ,扇區的大小一般都為512byte.這說明即使一塊數據不足512byte,那麼它也要佔用512byte的磁碟空間。

而幾乎所有的文件系統都會把文件分割成固定大小的塊來存儲，通常一個塊的大小為4K。如果磁碟中的扇區為512byte,而文件系統的塊大小為4K,那麼文件系統的存儲單元就為8個扇區。這也是前面提到的一個問題，文件大小和佔用空間之間有什麼區別?文件大小是文件實際的大小，而佔用空間則是因為即使它的實際大小沒有達到那麼大,但是這部分空間實際也被佔用，其他文件數據無法使用這部分的空間。所以我們 寫入1byte的數據到文本中,但是它佔用的空間也會是4K。

這里要注意在Windows下的NTFS文件系統中，如果一開始文件數據小於 1K,那麼則不會分配磁碟塊來存儲，而是存在一個文件表中。但是一旦文件數據大於1K,那麼不管以後文件的大小，都會分配以4K為單位的磁碟空間來存儲。

與內存管理一樣,為了方便對磁碟的管理,文件的邏輯地址也被分為一個個的文件塊。於是文件的邏輯地址就是(邏輯塊號，塊內地址)。用戶通過邏輯地址來操作文件,操作系統負責完成邏輯地址與物理地址的映射。

不同的文件系統為文件分配磁碟空間會有不同的方式，這些方式各自都有優缺點。

連續分配要求每個文件在磁碟上有一組連續的塊，該分配方式較為簡單。

通過上圖可以看到，文件的邏輯塊號的順序是與物理塊號相同的,這樣就可以實現隨機存取了，只要知道了第一個邏輯塊的物理地址, 那麼就可以快速訪問到其他邏輯塊的物理地址。那麼操作系統如何完成邏輯塊與物理塊之間的映射呢?實際上,文件都是存放在目錄下的，而目錄是一種有結構文件, 所以在文件目錄的記錄中會存放目錄下所有文件的信息，每一個文件或者目錄都是一個記錄。 而這些信息就包括文件的起始塊號和佔有塊號的數量。

那麼操作系統如何完成邏輯塊與物理塊之間的映射呢? (邏輯塊號, 塊內地址) -> (物理塊號, 塊內地址)，只需要知道邏輯塊號對應的物理塊號即可,塊內地址不變。

用戶訪問一個文件的內容,操作系統通過文件的標識符找到目錄項FCB, 物理塊號=起始塊號+邏輯塊號。 當然，還需要檢查邏輯塊號是否合法,是否超過長度等。因為可以根據邏輯塊號直接算出物理塊號，所以連續分配支持 順序訪問和隨機訪問 。

因為讀/寫文件是需要移動磁頭的，如果訪問兩個相隔很遠的磁碟塊,移動磁頭的時間就會變長。使用連續分配來作為文件的分配方式，會使文件的磁碟塊相鄰，所以文件的讀/寫速度最快。

連續空間存放的方式雖然讀寫效率高，但是有 磁碟空間碎片 和 文件長度不易擴展 的缺陷。

如下圖，如果文件B被刪除，磁碟上就留下一塊空缺，這時，如果新來的文件小於其中的一個空缺，我們就可以將其放在相應空缺里。但如果該文件的大小大於所

有的空缺，但卻小於空缺大小之和，則雖然磁碟上有足夠的空缺，但該文件還是不能存放。當然了，我們可以通過將現有文件進行挪動來騰出空間以容納新的文件,但是這個在磁碟挪動文件是非常耗時，所以這種方式不太現實。

另外一個缺陷是文件長度擴展不方便，例如上圖中的文件A要想擴大一下，需要更多的磁碟空間,唯一的辦法就只能是挪動的方式，前面也說了，這種方式效率是非常低的。

那麼有沒有更好的方式來解決上面的問題呢?答案當然有，既然連續空間存放的方式不太行，那麼我們就改變存放的方式，使用非連續空間存放方式來解決這些缺陷。

非連續空間存放方式分為 鏈表方式 和 索引方式 。

鏈式分配採取離散分配的方式，可以為文件分配離散的磁碟塊。它有兩種分配方式:顯示鏈接和隱式鏈接。

隱式鏈接是只目錄項中只會記錄文件所佔磁碟塊中的第一塊的地址和最後一塊磁碟塊的地址, 然後通過在每一個磁碟塊中存放一個指向下一 磁碟塊的指針， 從而可以根據指針找到下一塊磁碟塊。如果需要分配新的磁碟塊,則使用最後一塊磁碟塊中的指針指向新的磁碟塊,然後修改新的磁碟塊為最後的磁碟塊。

我們來思考一個問題, 採用隱式鏈接如何將實現邏輯塊號轉換為物理塊號呢?

用戶給出需要訪問的邏輯塊號i,操作系統需要找到所需訪問文件的目錄項FCB.從目錄項中可以知道文件的起始塊號，然後將邏輯塊號0的數據讀入內存,由此知道1號邏輯塊的物理塊號，然後再讀入1號邏輯塊的數據進內存，此次類推，最終可以找到用戶所需訪問的邏輯塊號i。訪問邏輯塊號i,總共需要i+ 1次磁碟1/0操作。

得出結論: 隱式鏈接分配只能順序訪問，不支持隨機訪問，查找效率低 。

我們來思考另外一個問題，採用隱式鏈接是否方便文件拓展?

我們知道目錄項中存有結束塊號的物理地址，所以我們如果要拓展文件，只需要將新分配的磁碟塊掛載到結束塊號的後面即可，修改結束塊號的指針指向新分配的磁碟塊，然後修改目錄項。

得出結論: 隱式鏈接分配很方便文件拓展。所有空閑磁碟塊都可以被利用到，無碎片問題，存儲利用率高。

顯示鏈接是把用於鏈接各個物理塊的指針顯式地存放在一張表中，該表稱為文件分配表(FAT, File Allocation Table)。

由於查找記錄的過程是在內存中進行的,因而不僅顯著地 提高了檢索速度 ，而且 大大減少了訪問磁碟的次數 。但也正是整個表都存放在內存中的關系，它的主要的缺點是 不適 用於大磁碟 。

比如，對於200GB的磁碟和1KB大小的塊，這張表需要有2億項，每一項對應於這2億個磁碟塊中的一個塊,每項如果需要4個位元組，那這張表要佔用800MB內存,很顯然FAT方案對於大磁碟而言不太合適。

一直都在，加油！（*゜Д゜）σ凸←自爆按鈕

鏈表的方式解決了連續分配的磁碟碎片和文件動態打展的問題，但是不能有效支持直接訪問(FAT除外) ,索引的方式可以解決這個問題。

索引的實現是為每個文件創建一個 索引數據塊 ，裡面存放的 是指向文件數據塊的指針列表 ,說白了就像書的目錄一樣,要找哪個章節的內容,看目錄查就可以。

另外， 文件頭需要包含指向索引數據塊的指針 ,這樣就可以通過文件頭知道索引數據塊的位置，再通過索弓|數據塊里的索引信息找到對應的數據塊。

創建文件時，索引塊的所有指針都設為空。當首次寫入第i塊時，先從空閑空間中取得一個塊， 再將其地址寫到索引塊的第i個條目。

索引的方式優點在於:

●文件的創建、增大、縮小很方便;

●不會有碎片的問題;

●支持順序讀寫和隨機讀寫;

由於索引數據也是存放在磁碟塊的，如果文件很小，明明只需一塊就可以存放的下，但還是需要額外分配一塊來存放索引數據，所以缺陷之一就是存儲索引帶來的開銷。

如果文件很大，大到一個索引數據塊放不下索引信息，這時又要如何處理大文件的存放呢?我們可以通過組合的方式，來處理大文件的存儲。

先來看看 鏈表+索引 的組合，這種組合稱為 鏈式索引塊 ，它的實現方式是在 索引數據塊留出一個存放下一個索引數據塊的指針 ，於是當一個索引數據塊的索引信息用完了，就可以通過指針的方式，找到下一個索引數據塊的信息。那這種方式也會出現前面提到的鏈表方式的問題，萬一某個指針損壞了，後面的數據也就會無法讀取了。

還有另外一種組合方式是 索引+索引 的方式，這種組合稱為多級索引塊，實現方式是通過一個索引塊來存放多個索引數據塊,一層套一層索引， 像極了俄羅斯套娃是吧๑乛◡乛๑ 

前面說到的文件的存儲是針對已經被佔用的數據塊組織和管理，接下來的問題是，如果我要保存一個數據塊, 我應該放在硬碟上的哪個位置呢?難道需要將所有的塊掃描一遍，找個空的地方隨便放嗎?

那這種方式效率就太低了，所以針對磁碟的空閑空間也是要引入管理的機制，接下來介紹幾種常見的方法:

●空閑表法

●空閑鏈表法

●點陣圖法

空閑表法

空閑表法就是為所有空閑空間建立一張表，表內容包括空閑區的第一個塊號和該空閑區的塊個數，注意，這個方式是連續分配的。如下圖:

當請求分配磁碟空間時，系統依次掃描空閑表裡的內容，直到找到一個合適的空閑區域為止。當用戶撤銷一個文件時，系統回收文件空間。這時，也需順序掃描空閑表,尋找一個空閑表條目並將釋放空間的第一個物理塊號及它佔用的塊數填到這個條目中。

這種方法僅當有少量的空閑區時才有較好的效果。因為，如果存儲空間中有著大量的小的空閑區,則空閑表變得很大,這樣查詢效率會很低。另外，這種分配技術適用於建立連續文件。

空閑鏈表法

我們也可以使用鏈表的方式來管理空閑空間，每一個空閑塊里有一個指針指向下一個空閑塊，這樣也能很方便的找到空閑塊並管理起來。如下圖：

當創建文件需要一塊或幾塊時，就從鏈頭上依次取下一塊或幾塊。反之，當回收空間時，把這些空閑塊依次接到鏈頭上。

這種技術只要在主存中保存一個指針, 令它指向第一個空閑塊。其特點是簡單,但不能隨機訪問，工作效率低，因為每當在鏈上增加或移動空閑塊時需要做很多1/0操作,同時數據塊的指針消耗了一定的存儲空間。

空閑表法和空閑鏈表法都不適合用於大型文件系統，因為這會使空閑表或空閑鏈表太大。

點陣圖法

點陣圖是利用二進制的一位來表示磁碟中一個盤塊的使用情況，磁碟上所有的盤塊都有一個二進制位與之對應。

當值為0時，表示對應的盤塊空閑，值為1時，表示對應的盤塊已分配。它形式如下:

在Linux文件系統就採用了點陣圖的方式來管理空閑空間,不僅用於數據空閑塊的管理,還用於inode空閑塊的管理，因為inode也是存儲在磁碟的，自然也要有對其管理。

前面提到Linux是用點陣圖的方式管理空閑空間，用戶在創建一個新文件時， Linux 內核會通過inode的點陣圖找到空閑可用的inode,並進行分配。要存儲數據時，會通過塊的點陣圖找到空閑的塊，並分配，但仔細計算一下還是有問題的。

數據塊的點陣圖是放在磁碟塊里的，假設是放在一個塊里,一個塊4K,每位表示一個數據塊,共可以表示4 * 1024 * 8 = 2^15個空閑塊,由於1個數據塊是4K大小，那麼最大可以表示的空間為2^15 * 4 * 1024 = 2^27個byte,也就是128M。

也就是說按照上面的結構，如果採用（一個塊的點陣圖+ 一系列的塊），外加一（個塊的inode的點陣圖+一系列的inode）的結構能表示的最大空間也就128M,

這太少了，現在很多文件都比這個大。

在Linux文件系統，把這個結構稱為一個 塊組 ，那麼有N多的塊組,就能夠表示N大的文件。

最終,整個文件系統格式就是下面這個樣子。

最前面的第一個塊是引導塊,在系統啟動時用於啟用引導，接著後面就是一個一個連續的塊組了,塊組的內容如下:

● 超級塊 ,包含的是文件系統的重要信息，比如inode總個數、塊總個數、每個塊組的inode個數、每個塊組的塊個數等等。

● 塊組描述符 ,包含文件系統中各個塊組的狀態,比如塊組中空閑塊和inode的數目等，每個塊組都包含了文件系統中「所有塊組的組描述符信息」。

● 數據點陣圖和inode點陣圖 ，用於表示對應的數據塊或inode是空閑的，還是被使用中。

● inode 列表 ，包含了塊組中所有的inode, inode 用於保存文件系統中與各個文件和目錄相關的所有元數據。

● 數據塊 ，包含文件的有用數據。

你可以會發現每個塊組里有很多重復的信息，比如 超級塊和塊組描述符表，這兩個都是全局信息，而且非常的重要 ，這么做是有兩個原因:

●如果系統崩潰破壞了超級塊或塊組描述符,有關文件系統結構和內容的所有信息都會丟失。如果有冗餘的副本,該信息是可能恢復的。

●通過使文件和管理數據盡可能接近，減少了磁頭尋道和旋轉,這可以提高文件系統的性能。

不過，Ext2 的後續版本採用了稀疏技術。該做法是，超級塊和塊組描述符表不再存儲到文件系統的每個塊組中,而是只寫入到塊組0、塊組1和其他ID可以表示為3、5、7的冪的塊組中。

在前面，我們知道了一個普通文件是如何存儲的，但還有一個特殊的文件,經常用到的目錄，它是如何保存的呢?

基於Linux 一切切皆文件的設計思想，目錄其實也是個文件,你甚至可以通過vim打開它，它也有inode, inode 裡面也是指向一些塊。

和普通文件不同的是， 普通文件的塊裡面保存的是文件數據，而目錄文件的塊裡面保存的是目錄裡面一項一項的文件信息 。

在目錄文件的塊中，最簡單的保存格式就是 列表 ，就是一項一項地將目錄下的文件信息(如文件名、文件inode.文件類型等)列在表裡。

列表中每一項就代表該目錄下的文件的文件名和對應的inode,通過這個inode,就可以找到真正的文件。

通常，第一項是「則」，表示當前目錄,第二項是.，表示上一級目錄, 接下來就是一項一項的文件名和inode。

如果一個目錄有超級多的文件,我們要想在這個目錄下找文件,按照列表一項一項的找,效率就不高了。

於是，保存目錄的格式改成 哈希表 ，對文件名進行哈希計算,把哈希值保存起來,如果我們要查找一個目錄下面的文件名，可以通過名稱取哈希。如果哈希能夠匹配上,就說明這個文件的信息在相應的塊裡面。

Linux系統的ext文件系統就是採用了哈希表，來保存目錄的內容,這種方法的優點是查找非常迅速，插入和刪除也較簡單,不過需要一些預備措施來避免哈希沖突。

目錄查詢是通過在磁碟上反復搜索完成，需要不斷地進行/0操作,開銷較大。所以,為了減少/0操作,把當前使用的文件目錄緩存在內存，以後要使用該文件時只要在內存中操作，從而降低了磁碟操作次數,提高了文件系統的訪問速度。

感謝您的閱讀，希望您能攝取到知識！加油！沖沖沖！（發現光，追隨光，成為光，散發光！）我是程序員耶耶！有緣再見。<－biubiu－⊂(`ω´∩)

Ⅳ 操作系統 文件系統 實驗報告模版

操作系統（Operating System，簡稱OS）是一管理電腦硬體與軟體資源的程序，同時也是計算機系統的內核與基石。操作系統是一個龐大的管理控製程序，大致包括5個方面的管理功能:進程與處理機管理、作業管理、存儲管理、設備管理、文件管理。目前微機上常見的操作系統有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。

文件系統是操作系統用於明確磁碟或分區上的文件的方法和數據結構；即在磁碟上組織文件的方法。也指用於存儲文件的磁碟或分區，或文件系統種類。因此，可以說"我有2個文件系統"意思是他有2個分區，一個存文件，或他用 "擴展文件系統"，意思是文件系統的種類。
磁碟或分區和它所包括的文件系統的不同是很重要的。少數程序(包括最有理由的產生文件系統的程序)直接對磁碟或分區的原始扇區進行操作；這可能破壞一個存在的文件系統。大部分程序基於文件系統進行操作，在不同種文件系統上不能工作。
一個分區或磁碟能作為文件系統使用前，需要初始化，並將記錄數據結構寫到磁碟上。這個過程就叫建立文件系統。

實驗報告沒有標准模版的，但一般分為幾點：實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗步驟和實驗數據分析。

Ⅳ 操作系統大型實驗，求個用C++實現的文件系統代碼+實驗報告，

不就是文件管理功能嘛！！！我也做過...以前網上盪的代碼...不知道適不適合你

Ⅵ 操作系統.什麼是文件，文件系統

【系統文件】系統文件是支持系統運行的文件。包括硬體驅動程序，系統運行所需的支持程序等。一般在安裝操作系統過程中自動創建，並將相關文件存放在對應的文件夾中，這些文件直接影響系統的正常運行，多數都不允許隨意改變。對維護計算機系統的穩定具有重要作用。
【文件系統】是操作系統在磁碟上組織文件的方法。也指用於存儲文件的磁碟或分區或文件系統種類。操作系統中負責管理和存儲文件信息的軟體機構稱為文件管理系統，簡稱文件系統。
文件系統由三部分組成：與文件管理有關軟體、被管理文件以及實施文件管理所需數據結構。從系統角度來看，文件系統是對文件存儲器空間進行組織和分配，負責文件存儲並對存入的文件進行保護和檢索的系統。
目前的文件系統一般分為FAT、NTFS、HFS（由蘋果電腦開發，並使用在Mac OS上的文件系統）、Ext2、Ext3、Ext4（這3個是Linux 系統中標準的文件系統）。不同公司開發的不同文件系統，各有其優缺點。

Ⅶ 關於《一個操作系統的實現》中文件系統的問題

smap是superblock中的一個bitmap數據結構，用來記錄這個文件系統中哪些sector使用了，哪些沒使用。具回體說就是，如果答某個sector使用了，那麼這個bitmap中對應的那個bit就置為1，否則置為0。
sb.nr_smap_sects是smap所佔sector數。
既然一個sector要一個bit，那麼為了記錄整個文件系統的使用情況，總共需要的bit數就是sector數。
文件系統以sector為最小分配單位，而不是bit。所以我們需要計算這么多個bit需要佔用多少sector，可以多算，不能少（不然就沒地方存了）。這里sb.nr_sects / bits_per_sect可能不是整數，我們近似時採用進一法，所以結果是b.nr_sects / bits_per_sect + 1;

Ⅷ 操作系統實現文件管理的基礎是什麼

文件管理是操作系統的五大職能之一，主要涉及文件的邏輯組織和物理組織，目錄的結構和管理。

所謂文件管理，就是操作系統中實現文件統一管理的一組軟體、被管理的文件以及為實施文件管理所需要的一些數據結構的總稱（是操作系統中負責存取和管理文件信息的機構）從系統角度來看，文件系統是對文件存儲器的存儲空間進行組織，分配和回收，負責文件的存儲，檢索，共享和保護。

從用戶角度來看，文件系統主要是實現"按名取存"，文件系統的用戶只要知道所需文件的文件名，就可存取文件中的信息，而無需知道這些文件究竟存放在什麼地方。

Ⅸ 如何實現一個文件系統

摘要：本文目的是分析在Linux系統中如何實現新的文件系統。在介紹文件系統具體實現前先介紹文件系統的概念和作用，抽象出了文件系統概念模型。熟悉文件系統的內涵後，我們再近一步討論Linux系統中和文件系統的特殊風格和具體文件系統在Linux中組成結構，為讀者勾畫出Linux中文件系統工作的全景圖。最後，我們再通過Linux中最簡單的Romfs作實例分析實現文件系統的普遍步驟。（我們假定讀者已經對Linux文件系統初步了解）
什麼是文件系統
首先要談的概念就是什麼是文件系統，它的作用到底是什麼。
文件系統的概念雖然許多人都認為是再清晰不過的了，但其實我們往往在談論中或多或少地誇大或片縮小了它的實際概念（至少我時常混淆），或者說，有時借用了其它概念，有時說的又不夠全面。
比如在操作系統中，文件系統這個術語往往既被用來描述磁碟中的物理布局，比如有時我們說磁碟中的「文件系統」是EXT2或說把磁碟格式化成FAT32格式的「文件系統」等——這時所說的「文件系統」是指磁碟數據的物理布局格式；另外，文件系統也被用來描述內核中的邏輯文件結構，比如有時說的「文件系統」的介面或內核支持Ext2等「文件系統」——這時所說的文件系統都是內存中的數據組織結構而並非磁碟物理布局。還有些時候說「文件系統」負責管理用戶讀寫文件——這時所說的「文件系統」往往描述操作系統中的「文件管理系統」，也就是文件子系統。
雖然上面我們列舉了混用文件系統的概念的幾種情形，但是卻也不能說上述說法就是錯誤的，因為文件系統概念本身就囊括眾多概念，幾乎可以說在操作系統中自內存管理、系統調度到I/O系統、設備驅動等各個部分都和文件系統聯系密切，有些部分和文件系統甚至未必能明確劃分——所以不能只知道文件系統是系統中數據的存儲結構，一定要全面認識文件系統在操作系統中的角色，才能具備自己開發新文件系統的能力。
為了澄清文件系統的概念，必須先來看看文件系統在操作系統中處於何種角色，分析文件系統概念的內含外延。所以我們先拋開Linux文件系統的實例，而來看看操作系統中文件系統的普遍體系結構，從而增強對文件系統的理論認識。
下面以軟體組成的結構圖[1]的方式描述文件系統所涉及的內容。

我們針對各層做以簡要分析：
首先我們來分析最低層——設備驅動層，該層負責與外設——磁碟等——通訊。基於磁碟的文件系統都需要和存儲設備打交道，而系統操作外設離不開驅動程序。所以內核對文件的最後操作行為就是調用設備驅動程序完成從主存（內存）到輔存（磁碟）的數據傳輸。文件系統相關的多數設備都屬於塊設備，常見的塊設備驅動程序有磁碟驅動，光碟機驅動等，之所以稱它們為塊設備，一個原因是它們讀寫數據都是成塊進行的，但是更重要的原因是它們管理的數據能夠被隨機訪問——不需要向字元設備那樣必須順序訪問。
設備驅動層的上一層是物理I/O層，該層主要作為計算機外部環境和系統的介面，負責系統和磁碟交換數據塊。它要知道據塊在磁碟中存儲位置，也要知道文件數據塊在內存緩沖中的位置，另外它不需要了解數據或文件的具體結構。可以看到這層最主要的工作是標識別磁碟扇區和內存緩沖塊[2]之間的映射關系。
再上層是基礎I/O監督層，該層主要負責選擇文件 I/O需要的設備，調度磁碟請求等工作，另外分配I/O緩沖和磁碟空間也在該層完成。由於塊設備需要隨機訪問數據，而且對速度響應要求較高，所以操作系統不能向對字元設備那樣簡單、直接地發送讀寫請求，而必須對讀寫請求重新優化排序，以能節省磁碟定址時間，另外也必須對請求提交採取非同步調度（尤其寫操作）的方式進行。總而言之，內核對必須管理塊設備請求，而這項工作正是由該層負責的。
倒數第二層是邏輯I/O層，該層允許用戶和應用程序訪問記錄。它提供了通用的記錄（record）I/O操作，同時還維護基本文件數據。由於為了方便用戶操作和管理文件內容，文件內容往往被組織成記錄形式，所以操作系統為操作文件記錄提供了一個通用邏輯操作層。
和用戶最靠近的是訪問方法層，該層提供了一個從用戶空間到文件系統的標准介面，不同的訪問方法反映了不同的文件結構，也反映了不同的訪問數據和處理數據方法。這一層我們可以簡單地理解為文件系統給用戶提供的訪問介面——不同的文件格式（如順序存儲格式、索引存儲格式、索引順序存儲格式和哈希存儲格式等）對應不同的文件訪問方法。該層要負責將用戶對文件結構的操作轉化為對記錄的操作。

對比上面的層次圖我們再來分析一下數據流的處理過程，加深對文件系統的理解。
假如用戶或應用程序操作文件（創建/刪除），首先需要通過文件系統給用戶空間提供的訪問方法層進入文件系統，接著由使用邏輯I/O層對記錄進行給定操作，然後記錄將被轉化為文件塊，等待和磁碟交互。這里有兩點需要考慮——第一，磁碟管理（包括再磁碟空閑區分配文件和組織空閑區）；第二，調度塊I/O請求——這些由基礎I/O監督層的工作。再下來文件塊被物理I/O層傳遞給磁碟驅動程序，最後磁碟驅動程序真正把數據寫入具體的扇區。至此文件操作完畢。

當然上面介紹的層次結構是理想情況下的理論抽象，實際文件系統並非一定要按照上面的層次或結構組織，它們往往簡化或合並了某些層的功能（比如Linux文件系統因為所有文件都被看作位元組流，所以不存在記錄，也就沒有必要實現邏輯I/O層，進而也不需要在記錄相關的處理）。但是大體上都需要經過類似處理。如果從處理對象上和系統獨立性上劃分，文件系統體系結構可以被分為兩大部分：——文件管理部分和操作系統I/O部分。文件管理系統負責操作內存中文件對象，並按文件的邏輯格式將對文件對象的操作轉化成對文件塊的操作；而操作系統I/O部分負責內存中的塊與物理磁碟中的數據交換。
數據表現形式再文件操作過程中也經歷了幾種變化：在用戶訪問文件系統看到的是位元組序列，而在位元組序列被寫入磁碟時看到的是內存中文件塊（在緩沖中），在最後將數據寫入磁碟扇區時看到的是磁碟數據塊[3]。
本文所說的實現文件系統主要針對最開始講到第二種情況——內核中的邏輯文件結構（但其它相關的文件管理系統和文件系統磁碟存儲格式也必須了解），我們用數據處理流圖來分析一下邏輯文件系統主要功能和在操作系統中所處的地位。

其中文件系統介面與物理布局管理是邏輯文件系統要負責的主要功能。
文件系統介面為用戶提供對文件系統的操作，比如open、close、read、write和訪問控制等，同時也負責處理文件的邏輯結構。
物理存儲布局管理，如同虛擬內存地址轉化為物理內存地址時，必須處理段頁結構一樣，邏輯文件結構必須轉化到物理磁碟中，所以也要處理物理分區和扇區的實際存儲位置，分配磁碟空間和內存中的緩沖也要在這里被處理。
所以說要實現文件系統就必須提供上面提到的兩種功能，缺一不可。

在了解了文件系統的功能後，我們針對Linux操作系統分析具體文件系統如何工作，進而掌握實現一個文件系統需要的步驟。
Linux 文件系統組成結構
Linux 文件系統的結構除了我們上面所提到的概念結構外，最主要有兩個特點，一個是文件系統抽象出了一個通用文件表示層——虛擬文件系統或稱做VFS。另外一個重要特點是它的文件系統支持動態安裝（或說掛載、登陸等），大多數文件系統都可以作為根文件系統的葉子接點被掛在到根文件目錄樹下的子目錄上。另外Linux系統在文件讀寫的I/O操作上也採取了一些先進技術和策略。
我們先從虛擬文件系統入手分析linux文件系統的特性，然後介紹有關文件系統的安裝、注冊和讀寫等概念。
虛擬文件系統
虛擬文件系統為用戶空間程序提供了文件系統介面。系統中所有文件系統不但依賴VFS共存，而且也依靠VFS系統協同工作。通過虛擬文件系統我們可以利用標準的UNIX文件系統調用對不同介質上的不同文件系統進行讀寫操作[4]。
虛擬文件系統的目的是為了屏蔽各種各樣不同文件系統的相異操作形式，使得異構的文件系統可以在統一的形式下，以標准化的方法訪問、操作。實現虛擬文件系統利用的主要思想是引入一個通用文件模型——該模型抽象出了文件系統的所有基本操作(該通用模型源於Unix風格的文件系統)，比如讀、寫操作等。同時實際文件系統如果希望利用虛擬文件系統，既被虛擬文件系統支持，也必須將自身的諸如，「打開文件」、「讀寫文件」等操作行為以及「什麼是文件」，「什麼是目錄」等概念「修飾」成虛擬文件系統所要求的（定義的）形式，這樣才能夠被虛擬文件系統支持和使用。
我們可以借用面向對象的一些思想來理解虛擬文件系統，虛擬文件系統好比一個抽象類或介面，它定義（但不實現）了文件系統最常見的操作行為。而具體文件系統好比是具體類，它們是特定文件系統的實例。具體文件系統和虛擬文件系統的關系類似具體類繼承抽象類或實現介面。而在用戶看到或操作的都是抽象類或介面，但實際行為卻發生在具體文件系統實例上。至於如何將對虛擬文件系統的操作轉化到對具體文件系統的實例，就要通過注冊具體文件系統到系統，然後再安裝具體文件系統才能實現轉化，這點可以想像成面向對象中的多態概念。
我們個實舉例來說明具體文件系統如何通過虛擬文件系統協同工作。
例如：假設一個用戶輸入以下shell命令：
$ cp /hda/test1 /removable/test2
其中 /removable是MS-DOS磁碟的一個安裝點，而 /hda 是一個標準的第二擴展文件系統（ Ext2）的目錄。cp命令不用了解test1或test2的具體文件系統，它所看到和操作的對象是VFS。cp首先要從ext3文件系統讀出test1文件，然後寫入MS-DOS文件系統中的test2。VFS會將找到ext3文件系統實例的讀方法，對test1文件進行讀取操作；然後找到MS-DOS（在Linux中稱VFAT）文件系統實例的寫方法，對test2文件進行寫入操作。可以看到 VFS是讀寫操作的統一界面，只要具體文件系統符合VFS所要求的介面，那麼就可以毫無障礙地透明通訊了。

Unix風格的文件系統
虛擬文件系統的通用模型源於Unix風格的文件系統，所謂Unix風格是指Unix傳統上文件系統傳統上使用了四種和文件系統相關的抽象概念：文件(file)、目錄項(dentry)、索引節點(inode)和安裝點(mount point)。
文件——在Unix中的文件都被看做是一有序位元組串，它們都有一個方便用戶或系統識別的名稱。另外典型的文件操作有讀、寫、創建和刪除等。
目錄項——不要和目錄概念搞混淆，在Linux中目錄被看作文件。而目錄項是文件路徑中的一部分。一個文件路徑的例子是「/home/wolfman/foo」——根目錄是/，目錄home,wolfman和文件foo都是目錄項。
索引節點——Unix系統將文件的相關信息（如訪問控制許可權、大小、擁有者、創建時間等等信息），有時被稱作文件的元數據（也就是說，數據的數據）被存儲在一個單獨的數據結構中，該結構被稱為索引節點(inode)。
安裝點——在Unix中，文件系統被安裝在一個特定的安裝點上，所有的已安裝文件系統都作為根文件系統樹中的葉子出現在系統中。
上述概念是Unix文件系統的邏輯數據結構，但相應的Unix文件系統（Ext2等）磁碟布局也實現了部分上述概念，比如文件信息（文件數據元）存儲在磁碟塊中的索引節點上。當文件被載如內存時，內核需要使用磁碟塊中的索引點來裝配內存中的索引接點。類似行為還有超級塊信息等。
對於非Unix風格文件系統，如FAT或NTFS，要想能被VFS支持，它們的文件系統代碼必須提供這些概念的虛擬形式。比如，即使一個文件系統不支持索引節點，它也必須在內存中裝配起索引節點結構體——如同本身固有一樣。或者，如果一個文件系統將目錄看作是一種特殊對象，那麼要想使用VFS，必須將目錄重新表示為文件形式。通常，這種轉換需要在使用現場引入一些特殊處理，使得非Unix文件系統能夠兼容Unix文件系統的使用規則和滿足VFS的需求。通過這些處理，非Unix文件系統便可以和VFS一同工作了，是性能上多少會受一些影響[5]。這點很重要，我們實現自己文件系統時必須提供（模擬）Unix風格文件系統的抽象概念。

Linux文件系統中使用的對象
Linux文件系統的對象就是指一些數據結構體，之所以稱它們是對象，是因為這些數據結構體不但包含了相關屬性而且還包含了操作自身結構的函數指針，這種將數據和方法進行封裝的思想和面向對象中對象概念一致，所以這里我們就稱它們是對象。
Linux文件系統使用大量對象，我們簡要分析以下VFS相關的對象，和除此還有和進程相關的一些其它對象。
VFS相關對象
這里我們不展開討論每個對象，僅僅是為了內容完整性，做作簡要說明。
VFS中包含有四個主要的對象類型，它們分別是：
超級塊對象，它代表特定的已安裝文件系統。
索引節點對象，它代表特定文件。
目錄項對象，它代表特定的目錄項。
文件對象，它代表和進程打開的文件。
每個主要對象中都包含一個操作對象，這些操作對象描述了內核針對主要對象可以使用的方法。最主要的幾種操作對象如下：
super_operations對象，其中包括內核針對特定文件系統所能調用的方法，比如read_inode()和sync_fs()方法等。
inode_operations對象，其中包括內核針對特定文件所能調用的方法，比如create()和link()方法等。
dentry_operations對象，其中包括內核針對特定目錄所能調用的方法，比如d_compare()和d_delete()方法等。
file對象，其中包括，進程針對已打開文件所能調用的方法，比如read()和write()方法等。
除了上述的四個主要對象外,VFS還包含了許多對象，比如每個注冊文件系統都是由file_system_type對象表示——描述了文件系統及其能力（如比如ext3或XFS）；另外每一個安裝點也都利用vfsmount對象表示——包含了關於安裝點的信息，如位置和安裝標志等。

其它VFS對象
系統上的每一進程都有自己的打開文件，根文件系統，當前工作目錄，安裝點等等。另外還有幾個數據結構體將VFS層和文件的進程緊密聯系，它們分別是：file_struct 和fs_struct
file_struct結構體由進程描述符中的files項指向。所有包含進程的信息和它的文件描述符都包含在其中。第二個和進程相關的結構體是fs_struct。該結構由進程描述符的fs項指向。它包含文件系統和進程相關的信息。每種結構體的詳細信息不在這里說明了。

緩存對象
除了上述一些結構外，為了縮短文件操作響應時間，提高系統性能，Linux系統採用了許多緩存對象，例如目錄緩存、頁面緩存和緩沖緩存（已經歸入了頁面緩存），這里我們對緩存做簡單介紹。
頁高速緩存（cache）是 Linux內核實現的一種主要磁碟緩存。其目的是減少磁碟的I/O操作，具體的講是通過把磁碟中的數據緩存到物理內存中去，把對磁碟的I/O操作變為對物理內存的I/O操作。頁高速緩存是由RAM中的物理頁組成的，緩存中每一頁都對應著磁碟中的多個塊。每當內核開始執行一個頁I/O操作時（通常是對普通文件中頁大小的塊進行磁碟操作），首先會檢查需要的數據是否在高速緩存中，如果在，那麼內核就直接使用高速緩存中的數據，從而避免了訪問磁碟。
但我們知道文件系統只能以每次訪問數個塊的形式進行操作。內核執行所有磁碟操作都必須根據塊進行，一個塊包含一個或多個磁碟扇區。為此，內核提供了一個專門結構來管理緩沖buffer_head。緩沖頭[6]的目的是描述磁碟扇區和物理緩沖之間的映射關系和做I/O操作的容器。但是緩沖結構並非獨立存在，而是被包含在頁高速緩存中，而且一個頁高速緩存可以包含多個緩沖。我們將在文件後面的文件讀寫部分看到數據如何被從磁碟扇區讀入頁高速緩存中的緩沖中的。

文件系統的注冊和安裝
使用文件系統前必須對文件系統進行注冊和安裝，下面分別對這兩種行為做簡要介紹。
文件系統的注冊
VFS要想能將自己定義的介面映射到實際文件系統的專用方法上，必須能夠讓內核識別實際的文件系統，實際文件系統通過將代表自身屬性的文件類型對象(file_system_type)注冊(通過register_filesystem()函數)到內核，也就是掛到內核中的文件系統類型鏈表上，來達到使文件系統能被內核識別的目的。反過來內核也正是通過這條鏈表來跟蹤系統所支持的各種文件系統的。
我們簡要分析一下注冊步驟：
struct file_system_type {
const char *name; /*文件系統的名字*/
int fs_flags; /*文件系統類型標志*/
/*下面的函數用來從磁碟中讀取超級塊*/
struct super_block * (*read_super) (struct file_system_type *, int,
const char *, void *);
struct file_system_type * next; /*鏈表中下一個文件系統類型*/
struct list_head fs_supers; /*超級塊對象鏈表*/
};
其中最重要的一項是read_super()函數，它用來從磁碟上讀取超級塊，並且當文件系統被裝載時，在內存中組裝超級塊對象。要實現一個文件系統首先需要實現的結構體便是file_system_type結構體。
注冊文件系統只能保證文件系統能被系統識別，但此刻文件系統尚不能使用，因為它還沒有被安裝到特定的安裝點上。所以在使用文件系統前必須將文件系統安裝到安裝點上。
文件系統被實際安裝時，將在安裝點創建一個vfsmount結構體。該結構體用代表文件系統的實例——換句話說，代表一個安裝點。
vfsmount結構被定義在<linux/mount.h>中，下面是具體結構
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struct vfsmount
{
struct list_head mnt_hash; /*哈希表*/
struct vfsmount *mnt_parent; /*父文件系統*/
struct dentry *mnt_mountpoint; /*安裝點的目錄項對象*/
struct dentry *mnt_root; /*該文件系統的根目錄項對象*/
struct super_block *mnt_sb; /*該文件系統的超級塊*/
struct list_head mnt_mounts; /*子文件系統鏈表*/
struct list_head mnt_child; /*和父文件系統相關的子文件系統*/
atomic_t mnt_count; /*使用計數*/
int mnt_flags; /*安裝標志*/
char *mnt_devname; /*設備文件名字*/
struct list_head mnt_list; /*描述符鏈表*/
};
――――――――――――――――――――――――――――――――――――――
文件系統如果僅僅注冊，那麼還不能被用戶使用。要想使用它還必須將文件系統安裝到特定的安裝點後才能工作。下面我們接著介紹文件系統的安裝[7]過程。
安裝過程

用戶在用戶空間調用mount()命令——指定安裝點、安裝的設備、安裝類型等——安裝指定文件系統到指定目錄。mount()系統調用在內核中的實現函數為sys_mount(),該函數調用的主要常式是do_mount()，它會取得安裝點的目錄項對象，然後調用do_add_mount()常式。
do_add_mount()函數主要做的是首先使用do_kern_mount()函數創建一個安裝點，再使用graft_tree（）將安裝點作為葉子與根目錄樹掛接起來。
整個安裝過程中最核心的函數就是do_kern_mount()了，為了創建一個新安裝點（vfsmount）,該函數需要做一下幾件事情：
l 1 檢查安裝設備的權利，只有root許可權才有能力執行該操作。
l 2 Get_fs_type()在文件鏈表中取得相應文件系統類型（注冊時被填加到練表中）。
l 3 Alloc_vfsmnt()調用slab分配器為vfsmount結構體分配存儲空間，並把它的地址存放在mnt局部變數中。
l 4 初始化mnt->mnt_devname域
l 5 分配新的超級塊並初始化它。do_kern_mount( )檢查file_system_type描述符中的標志以決定如何進行如下操作：根據文件系統的標志位，選擇相應的方法讀取超級塊(比如對Ext2,romfs這類文件系統調用get_sb_dev()；對於這種沒有實際設備的虛擬文件系統如 ramfs調用get_sb_nodev())——讀取超級塊最終要使用文件系統類型中的read_super方法。
安裝過程做的最主要工作是創建安裝點對象，掛接給定文件系統到根文件系統的指定接點下，然後初始化超級快對象，從而獲得文件系統基本信息和相關操作方法(比如讀取系統中某個inode的方法)。

總而言之，注冊過程是告之內核給定文件系統存在於系統內；而安裝是請求內核對給定文件系統進行支持，使文件系統真正可用。

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