DragonOS-Community/DragonOS
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docs/kernel/filesystem/vfs/overview.md
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@ -2,35 +2,35 @@
## 简介 ## 简介
​ DragonOS的虚拟文件系统是内核中的一层适配器，为用户程序（或者是系统程序）提供了通用的文件系统接口。同时对内核中的不同文件系统提供了统一的抽象。各种具体的文件系统可以挂载到VFS的框架之中。   DragonOS的虚拟文件系统是内核中的一层适配器，为用户程序（或者是系统程序）提供了通用的文件系统接口。同时对内核中的不同文件系统提供了统一的抽象。各种具体的文件系统可以挂载到VFS的框架之中。
​ 与VFS相关的系统调用有open(), read(), write(), create()等。   与VFS相关的系统调用有open(), read(), write(), create()等。
### dentry对象 ### dentry对象
​ dentry的全称为directory entry，是VFS中对于目录项的一种抽象数据结构。当读取具体文件系统时，将会由创建dentry对象。dentry对象中包含了指向inode的指针。   dentry的全称为directory entry，是VFS中对于目录项的一种抽象数据结构。当读取具体文件系统时，将会由创建dentry对象。dentry对象中包含了指向inode的指针。
​ dentry对象为真实文件系统上的目录结构建立了缓存，一旦内存中存在对应路径的dentry对象，我们就能直接获取其中的信息，而不需要进行费时的磁盘操作。请注意，dentry只是为提高文件系统性能而创建的一个缓存，它并不会被写入到磁盘之中。   dentry对象为真实文件系统上的目录结构建立了缓存，一旦内存中存在对应路径的dentry对象，我们就能直接获取其中的信息，而不需要进行费时的磁盘操作。请注意，dentry只是为提高文件系统性能而创建的一个缓存，它并不会被写入到磁盘之中。
### inode对象 ### inode对象
​ inode的全称叫做index node，即索引节点。一般来说，每个dentry都应当包含指向其inode的阵阵。inode是VFS提供的对文件对象的抽象。inode中的信息是从具体文件系统中读取而来，也可以被刷回具体的文件系统之中。并且，一个inode也可以被多个dentry所引用。   inode的全称叫做index node，即索引节点。一般来说，每个dentry都应当包含指向其inode的指针。inode是VFS提供的对文件对象的抽象。inode中的信息是从具体文件系统中读取而来，也可以被刷回具体的文件系统之中。并且，一个inode也可以被多个dentry所引用。
​ 要查找某个路径下的inode，我们需要调用父目录的inode的lookup()方法。请注意，该方法与具体文件系统有关，需要在具体文件系统之中实现。   要查找某个路径下的inode，我们需要调用父目录的inode的lookup()方法。请注意，该方法与具体文件系统有关，需要在具体文件系统之中实现。
### 文件描述符对象 ### 文件描述符对象
​ 当一个进程试图通过VFS打开某个文件时，我们需要为这个进程创建文件描述符对象。每个文件对象都会绑定文件的dentry和文件操作方法结构体，还有文件对象的私有信息。   当一个进程试图通过VFS打开某个文件时，我们需要为这个进程创建文件描述符对象。每个文件对象都会绑定文件的dentry和文件操作方法结构体，还有文件对象的私有信息。
​ 文件描述符对象中还包含了诸如权限控制、当前访问位置信息等内容，以便VFS对文件进行操作。   文件描述符对象中还包含了诸如权限控制、当前访问位置信息等内容，以便VFS对文件进行操作。
​ 我们对文件进行操作都会使用到文件描述符，具体来说，就是要调用文件描述符之中的file_ops所包含的各种方法。   我们对文件进行操作都会使用到文件描述符，具体来说，就是要调用文件描述符之中的file_ops所包含的各种方法。
--- ---
## 注册文件系统到VFS ## 注册文件系统到VFS
​ 如果需要注册或取消注册某个具体文件系统到VFS之中，则需要以下两个接口：   如果需要注册或取消注册某个具体文件系统到VFS之中，则需要以下两个接口：
```c ```c
#include<filesystem/VFS/VFS.h> #include<filesystem/VFS/VFS.h>
@ -39,13 +39,13 @@ uint64_t vfs_register_filesystem(struct vfs_filesystem_type_t *fs);
uint64_t vfs_unregister_filesystem(struct vfs_filesystem_type_t *fs); uint64_t vfs_unregister_filesystem(struct vfs_filesystem_type_t *fs);
``` ```
​ 这里需要通过`struct vfs_filesystem_type_t`来描述具体的文件系统。 &emsp;&emsp;这里需要通过`struct vfs_filesystem_type_t`来描述具体的文件系统。
### struct vfs_filesystem_type_t ### struct vfs_filesystem_type_t
​ 这个数据结构描述了具体文件系统的一些信息。当我们挂载具体文件系统的时候，将会调用它的read_superblock方法，以确定要被挂载的文件系统的具体信息。 &emsp;&emsp;这个数据结构描述了具体文件系统的一些信息。当我们挂载具体文件系统的时候，将会调用它的read_superblock方法，以确定要被挂载的文件系统的具体信息。
​ 该数据结构的定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下： &emsp;&emsp;该数据结构的定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下：
```c ```c
struct vfs_filesystem_type_t struct vfs_filesystem_type_t
@ -60,31 +60,31 @@ struct vfs_filesystem_type_t
**name** **name**
​ 文件系统名称字符串 &emsp;&emsp;文件系统名称字符串
**fs_flags** **fs_flags**
​ 文件系统的一些标志位。目前，DragonOS尚未实现相关功能。 &emsp;&emsp;文件系统的一些标志位。目前，DragonOS尚未实现相关功能。
**read_superblock** **read_superblock**
​ 当新的文件系统实例将要被挂载时，将会调用此方法，以读取具体的实例的信息。 &emsp;&emsp;当新的文件系统实例将要被挂载时，将会调用此方法，以读取具体的实例的信息。
**next** **next**
​ 指向链表中下一个`struct vfs_filesystem_type_t`的指针。 &emsp;&emsp;指向链表中下一个`struct vfs_filesystem_type_t`的指针。
--- ---
## 超级块(superblock)对象 ## 超级块(superblock)对象
    一个超级块对象代表了一个被挂载到VFS中的具体文件系统。 &emsp;&emsp;一个超级块对象代表了一个被挂载到VFS中的具体文件系统。
### struct vfs_superblock_t ### struct vfs_superblock_t
    该数据结构为超级块结构体。 &emsp;&emsp;该数据结构为超级块结构体。
    该数据结构定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下： &emsp;&emsp;该数据结构定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下：
```c ```c
struct vfs_superblock_t struct vfs_superblock_t
@ -97,21 +97,21 @@ struct vfs_superblock_t
**root** **root**
    该具体文件系统的根目录的dentry &emsp;&emsp;该具体文件系统的根目录的dentry
**sb_ops** **sb_ops**
    该超级块对象的操作方法。 &emsp;&emsp;该超级块对象的操作方法。
**private_sb_info** **private_sb_info**
    超级块的私有信息。包含了具体文件系统的私有的、全局性的信息。 &emsp;&emsp;超级块的私有信息。包含了具体文件系统的私有的、全局性的信息。
### struct vfs_super_block_operations_t ### struct vfs_super_block_operations_t
    该数据结构为超级块的操作接口。VFS通过这些接口来操作具体的文件系统的超级块。 &emsp;&emsp;该数据结构为超级块的操作接口。VFS通过这些接口来操作具体的文件系统的超级块。
    该数据结构定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下： &emsp;&emsp;该数据结构定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下：
```c ```c
struct vfs_super_block_operations_t struct vfs_super_block_operations_t
@ -124,27 +124,27 @@ struct vfs_super_block_operations_t
**write_superblock** **write_superblock**
    将superblock中的信息写入磁盘 &emsp;&emsp;将superblock中的信息写入磁盘
**put_superblock** **put_superblock**
    释放超级块 &emsp;&emsp;释放超级块
**write_inode** **write_inode**
    将inode的信息写入磁盘 &emsp;&emsp;将inode的信息写入磁盘
--- ---
## 索引结点(inode)对象 ## 索引结点(inode)对象
    每个inode对象代表了具体的文件系统之中的一个对象（目录项）。 &emsp;&emsp;每个inode对象代表了具体的文件系统之中的一个对象（目录项）。
### struct vfs_index_node_t ### struct vfs_index_node_t
    该数据结构为inode对象的数据结构，与文件系统中的具体的文件结点对象具有一对一映射的关系。 &emsp;&emsp;该数据结构为inode对象的数据结构，与文件系统中的具体的文件结点对象具有一对一映射的关系。
    该数据结构定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下： &emsp;&emsp;该数据结构定义在`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下：
```c ```c
struct vfs_index_node_t struct vfs_index_node_t
@ -163,15 +163,15 @@ struct vfs_index_node_t
**file_size** **file_size**
    文件的大小。若为文件夹，则该值为文件夹内所有文件的大小总和（估计值）。 &emsp;&emsp;文件的大小。若为文件夹，则该值为文件夹内所有文件的大小总和（估计值）。
**blocks** **blocks**
    文件占用的磁盘块数（扇区数） &emsp;&emsp;文件占用的磁盘块数（扇区数）
**attribute** **attribute**
    inode的属性。可选值如下： &emsp;&emsp;inode的属性。可选值如下：
> - VFS_ATTR_FILE > - VFS_ATTR_FILE
> >
@ -181,25 +181,25 @@ struct vfs_index_node_t
**sb** **sb**
    指向文件系统超级块的指针 &emsp;&emsp;指向文件系统超级块的指针
**file_ops** **file_ops**
    当前文件的操作接口 &emsp;&emsp;当前文件的操作接口
**inode_ops** **inode_ops**
    当前inode的操作接口 &emsp;&emsp;当前inode的操作接口
**private_inode_info** **private_inode_info**
    与具体文件系统相关的inode信息。该部分由具体文件系统实现，包含该inode在具体文件系统之中的特定格式信息。 &emsp;&emsp;与具体文件系统相关的inode信息。该部分由具体文件系统实现，包含该inode在具体文件系统之中的特定格式信息。
### struct vfs_inode_operations_t ### struct vfs_inode_operations_t
    该接口为inode的操作方法接口，由具体文件系统实现。并与具体文件系统之中的inode相互绑定。 &emsp;&emsp;该接口为inode的操作方法接口，由具体文件系统实现。并与具体文件系统之中的inode相互绑定。
    该接口定义于`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下： &emsp;&emsp;该接口定义于`kernel/filesystem/VFS/VFS.h`中，结构如下：
```c ```c
struct vfs_inode_operations_t struct vfs_inode_operations_t
@ -216,32 +216,32 @@ struct vfs_inode_operations_t
**create** **create**
    在父节点下，创建一个新的inode，并绑定到dest_dEntry上。 &emsp;&emsp;在父节点下，创建一个新的inode，并绑定到dest_dEntry上。
    该函数的应当被`sys_open()`系统调用在使用了`O_CREAT`选项打开文件时调用，从而创建一个新的文件。请注意，传递给create()函数的`dest_dEntry`参数不应包含一个inode，也就是说，inode对象应当被具体文件系统所创建。 &emsp;&emsp;该函数的应当被`sys_open()`系统调用在使用了`O_CREAT`选项打开文件时调用，从而创建一个新的文件。请注意，传递给create()函数的`dest_dEntry`参数不应包含一个inode，也就是说，inode对象应当被具体文件系统所创建。
**lookup** **lookup**
    当VFS需要在父目录中查找一个inode的时候，将会调用lookup方法。被查找的目录项的名称将会通过dest_dEntry传给lookup方法。 &emsp;&emsp;当VFS需要在父目录中查找一个inode的时候，将会调用lookup方法。被查找的目录项的名称将会通过dest_dEntry传给lookup方法。
    若lookup方法找到对应的目录项，将填充完善dest_dEntry对象。否则，返回NULL。 &emsp;&emsp;若lookup方法找到对应的目录项，将填充完善dest_dEntry对象。否则，返回NULL。
**mkdir** **mkdir**
    该函数被mkdir()系统调用所调用，用于在inode下创建子目录，并将子目录的inode绑定到dEntry对象之中。 &emsp;&emsp;该函数被mkdir()系统调用所调用，用于在inode下创建子目录，并将子目录的inode绑定到dEntry对象之中。
**rmdir** **rmdir**
    该函数被rmdir()系统调用所调用，用于删除给定inode下的子目录项。 &emsp;&emsp;该函数被rmdir()系统调用所调用，用于删除给定inode下的子目录项。
**rename** **rename**
    该函数被rename系统调用（尚未实现）所调用，用于将给定的目录项重命名。 &emsp;&emsp;该函数被rename系统调用（尚未实现）所调用，用于将给定的目录项重命名。
**getAttr** **getAttr**
    用来获取目录项的属性。 &emsp;&emsp;用来获取目录项的属性。
**setAttr** **setAttr**
    用来设置目录项的属性 &emsp;&emsp;用来设置目录项的属性