虚拟这两个字太讨厌了。虚拟文件系统一点都不虚拟，做了很多实在的工作。
文件系统
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对于要长期保存的数据，独立保存起来，这块数据叫做一个文件。文件和目录形成文件系统。
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裸机情况下，硬盘只能根据地址定位一段数据的读写，没法用。需要os进行统一分配和管理
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文件描述符，“描述符”，类似还有全局描述符，页目录描述符，其实就是一个struct，里面有各种属性信息。文件被打开后，os会在内核记录被打开文件的属性，还包括状态和信息
- 文件指针，最近一次读写位置，每个进程维护自己
- 打开次数
- 文件磁盘位置，缓存
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os：文件就是数据块；用户：文件是数据结构
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文件读写必须以块为单位，内存是以字节为单位：
- 读：读出一块，返回对应部分；写：读出一块，修改，写回一块
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目录实现
- 列表、hash表
- 根目录在磁盘中位置固定
- PWD,当前工作路径
文件系统分层
类unix文件系统，把标准输入，输出，磁盘文件，网络socket都看成文件。这样就会给程序员，有统一的读写接口。最基础的接口无非就是open, read, write, close。整体分层如下：
- libc的接口(如：open，read)
- syscall接口（sys_read, sys_write)
- vfs接口 （vfs_open, vfs_read)
- 为什么有这层？主要是为了同一个不同io的接口。统一都使用inode表示一个文件。inode是个索引节点，通过inode，可以找到文件具体在磁盘上的位置。
- 具体文件系统接口
- 每个文件系统都有自己的数据结构，主要是如何把数据放到磁盘上
- 一般来说，都是前面有个superblock，记录整体信息
- 然后是根目录的inode。对于目录的inode就是记录了每一项的inode位置。
- 通过目录inode，就可以找到文件的inode。
- 文件的inode记录每块数据的存储位置。
- 设备接口（driver）
- 具体向io发起指令的部分，跟外设相关
文件系统功能
分配磁盘空间
管理文件块
空闲空间管理
分配算法
文件操作
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打开：
- 内核会记录所有打开的文件
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读文件
- 获取字节所在数据块
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写文件
- 先读一块，修改，然后写会
基本数据结构
文件系统基本数据结构，这些全部是在硬盘上的
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文件卷控制块（superblock）
- 对应文件系统，空余块
- 在磁盘上位置是固定的，他指向目录项
- 文件系统mount的时候，就是读取这部分数据
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文件控制块
- 每个文件一个
- 数据块位置
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目录项
- 指向文件数据块，父目录，子目录
文件描述符
- 对应打开的文件
- 文件状态信息
- 系统有系统级全局的打开文件表，每个进程有自己的打开文件表
- 打开文件，目录项和文件都需要被打开
加载内存时间
- 卷控制块：文件系统挂载时，载入内存
- 文件控制块：当文件被访问的时候
- 目录节点：在遍历文件路径
文件分配
- 三种分配方式：连续、链式、索引
- 索引分配：在文件头里指向索引块，索引块保存指向每个数据块指针
- 对于大文件，用链式索引块，或多级索引块
- UFS多级索引分配，文件头包含13个指针
文件打开操作
- 先找到对应设备
- 从对应设备的mount的fs，进行lookup
- 找到文件inode，读磁盘加载
- 保存对应文件inode，到file列表
- 返回fd给应用进程