0
00:00:00,000 --> 00:00:07,320


1
00:00:07,360 --> 00:00:11,000
下面我们讨论虚拟文件系统

2
00:00:11,040 --> 00:00:12,840
虚拟文件系统的提出

3
00:00:12,880 --> 00:00:15,840
是为了面对 我们有多种

4
00:00:15,880 --> 00:00:18,800
不同的文件系统

5
00:00:18,840 --> 00:00:20,320
而在操作系统当中

6
00:00:20,360 --> 00:00:23,640
它又希望对上提供一个统一的接口

7
00:00:23,680 --> 00:00:26,360
这种问题所提出的

8
00:00:26,400 --> 00:00:27,840
这就涉及到我们这里说到的

9
00:00:27,880 --> 00:00:29,440
文件系统的实现

10
00:00:29,480 --> 00:00:31,720
它在这里采用一种分层的结构

11
00:00:31,760 --> 00:00:35,720
这中间为了把上边抹平 弄成一致的

12
00:00:35,760 --> 00:00:38,600
在这加了一个虚拟文件系统

13
00:00:38,640 --> 00:00:41,480
它使得文件系统对上层应用

14
00:00:41,520 --> 00:00:44,080
提供统一的文件访问

15
00:00:44,120 --> 00:00:47,520
和文件系统控制的系统调用接口

16
00:00:47,560 --> 00:00:51,520
然后中间呢 维护各种文件系统所共同的

17
00:00:51,560 --> 00:00:55,920
一些数据结构和常用的操作算法

18
00:00:55,960 --> 00:01:00,480
然后下边呢 来对各种不同的

19
00:01:00,520 --> 00:01:02,240
实际的文件系统

20
00:01:02,280 --> 00:01:04,240
提供相应的访问接口

21
00:01:04,280 --> 00:01:06,600
这就是我们这里说到的

22
00:01:06,640 --> 00:01:08,320
虚拟文件系统

23
00:01:08,360 --> 00:01:10,400
那么在虚拟文件系统里头

24
00:01:10,440 --> 00:01:14,120
它的目标是 要针对所有的

25
00:01:14,160 --> 00:01:16,160
不同的文件系统给出一个抽象

26
00:01:16,200 --> 00:01:17,280
在这里头 具体要提供的

27
00:01:17,320 --> 00:01:19,080
功能有这样几个

28
00:01:19,120 --> 00:01:23,280
一个是 对上提供相同的文件

29
00:01:23,320 --> 00:01:26,160
和文件系统的访问接口

30
00:01:26,200 --> 00:01:29,080
然后在它内部 维护所有文件

31
00:01:29,120 --> 00:01:31,280
和文件系统相关的数据结构

32
00:01:31,320 --> 00:01:34,520
这是各种文件系统统一的

33
00:01:34,560 --> 00:01:39,920
然后 在这里有一组高效的

34
00:01:39,960 --> 00:01:43,720
查询例程来完成对文件系统的遍历

35
00:01:43,760 --> 00:01:46,920
再往下呢 是对特定的文件系统模块

36
00:01:46,960 --> 00:01:48,760
提供相应的交互接口

37
00:01:48,800 --> 00:01:49,960
这是对下的

38
00:01:50,000 --> 00:01:52,200
有了这些之后 我们就希望能够

39
00:01:52,240 --> 00:01:54,520
把各种各样的文件系统统一到一起

40
00:01:54,560 --> 00:01:58,640
然后对上层用户提供统一的接口

41
00:01:58,680 --> 00:02:01,320
具体说起来 在文件系统里

42
00:02:01,360 --> 00:02:04,240
都有哪样一些基本的树状结构呢

43
00:02:04,280 --> 00:02:06,720
在这里我们说有三个

44
00:02:06,760 --> 00:02:09,720
一个是文件卷控制块

45
00:02:09,760 --> 00:02:12,160
就是我们通常所说的超级块

46
00:02:12,200 --> 00:02:14,440
它里头是每个文件系统

47
00:02:14,480 --> 00:02:17,320
对应着有一个文件卷控制块

48
00:02:17,360 --> 00:02:20,920
里头描述了这个文件系统的详细信息

49
00:02:20,960 --> 00:02:24,000
比如说它的数据块有多大

50
00:02:24,040 --> 00:02:26,520
有多少数据块已经分配出去了

51
00:02:26,560 --> 00:02:28,400
还有多少是空闲的

52
00:02:28,440 --> 00:02:32,480
相应的共享等等这些引用的计数

53
00:02:32,520 --> 00:02:34,720
第二个是文件控制块

54
00:02:34,760 --> 00:02:36,680
通常也是我们所说的索引节点

55
00:02:36,720 --> 00:02:39,040
或者叫inode 说的都是它

56
00:02:39,080 --> 00:02:41,560
每一个文件有一个文件控制块

57
00:02:41,600 --> 00:02:44,840
在里头描述了这个文件的详细信息

58
00:02:44,880 --> 00:02:48,360
比如说这个文件的访问权限 拥有者

59
00:02:48,400 --> 00:02:50,920
大小 和数据块所在的位置

60
00:02:50,960 --> 00:02:53,840
等等这样一些信息

61
00:02:53,880 --> 00:02:55,840
再有一个是目录项

62
00:02:55,880 --> 00:02:58,280
目录里头是由目录项组成的

63
00:02:58,320 --> 00:03:01,200
每个目录项对应着一个子目录

64
00:03:01,240 --> 00:03:02,880
或者说一个文件

65
00:03:02,920 --> 00:03:05,840
然后所有这些目录项的数据结构

66
00:03:05,880 --> 00:03:09,480
和树状的分层结构

67
00:03:09,520 --> 00:03:12,680
形成了文件系统的数据结构

68
00:03:12,720 --> 00:03:14,960
然后在这里主要维护的是

69
00:03:15,000 --> 00:03:18,400
每一个目录项所对应的文件控制块在哪

70
00:03:18,440 --> 00:03:21,840
它的父目录 子目录分别在哪

71
00:03:21,880 --> 00:03:23,680
这样的话就形成了我们这里的

72
00:03:23,720 --> 00:03:25,960
树状的数据结构了

73
00:03:26,000 --> 00:03:28,080
有了这些基本的数据结构之后呢

74
00:03:28,120 --> 00:03:30,120
我们就可以看到这样一张

75
00:03:30,160 --> 00:03:32,400
文件系统的组织结构

76
00:03:32,440 --> 00:03:36,920
文件卷控制块 到每一个目录项

77
00:03:36,960 --> 00:03:38,560
这些目录项呢

78
00:03:38,600 --> 00:03:40,520
组织成一个树状结构

79
00:03:40,560 --> 00:03:42,800
树状结构里的再往下一层呢

80
00:03:42,840 --> 00:03:44,360
是每一个文件

81
00:03:44,400 --> 00:03:46,640
它的文件控制块

82
00:03:46,680 --> 00:03:50,160
文件控制块知道它实际的

83
00:03:50,200 --> 00:03:52,520
文件里头的数据块

84
00:03:52,560 --> 00:03:53,120
这是构成了

85
00:03:53,160 --> 00:03:56,480
我们这个文件系统里的组织视图

86
00:03:56,520 --> 00:03:57,960
在这种视图的情况下

87
00:03:58,000 --> 00:04:00,200
我们就要去来讨论它的存储

88
00:04:00,240 --> 00:04:02,560
先说 我们这里有的东西是

89
00:04:02,600 --> 00:04:05,160
卷控制块 是每个文件系统一个

90
00:04:05,200 --> 00:04:07,760
然后文件控制块 是每个文件一个

91
00:04:07,800 --> 00:04:09,640
目录项或者叫目录节点 

92
00:04:09,680 --> 00:04:13,120
是每个文件或者目录对应着有一个

93
00:04:13,160 --> 00:04:16,520
这些东西 都是要存到你的

94
00:04:16,560 --> 00:04:18,440
磁盘上的数据块当中

95
00:04:18,480 --> 00:04:20,000
有了这一条之后

96
00:04:20,040 --> 00:04:22,360
当你需要加载的时候

97
00:04:22,400 --> 00:04:25,560
我们把相应的内容加载在内存里头

98
00:04:25,600 --> 00:04:28,400
它分别在什么时候加载的呢

99
00:04:28,440 --> 00:04:30,880
卷控制块 它的内容是在

100
00:04:30,920 --> 00:04:32,240
文件系统挂载的时候

101
00:04:32,280 --> 00:04:34,240
把它加载到内存

102
00:04:34,280 --> 00:04:36,440
而文件控制块 

103
00:04:36,480 --> 00:04:38,560
是在访问相应文件的时候

104
00:04:38,600 --> 00:04:40,200
加载到内存

105
00:04:40,240 --> 00:04:43,720
因为你需要访问文件 就必须知道

106
00:04:43,760 --> 00:04:45,080
它都在哪些位置

107
00:04:45,120 --> 00:04:47,440
那这时候就把这些内容加载到内存

108
00:04:47,480 --> 00:04:49,000
而目录项呢

109
00:04:49,040 --> 00:04:51,040
它没有一个统一的时间

110
00:04:51,080 --> 00:04:53,080
你在遍历要找某一个文件的时候

111
00:04:53,120 --> 00:04:57,280
它会遍历 从根目录到相应文件的路径

112
00:04:57,320 --> 00:04:58,640
那这个遍历的时候

113
00:04:58,680 --> 00:05:00,480
遇着的 就把这些目录项

114
00:05:00,520 --> 00:05:02,360
都加载到内存当中

115
00:05:02,400 --> 00:05:03,720
有了这样一个过程之后

116
00:05:03,760 --> 00:05:08,080
我们就可以看到文件系统的存储结构

117
00:05:08,120 --> 00:05:10,360
首先我们看到 这是我们的磁盘

118
00:05:10,400 --> 00:05:14,800
上边都是 一个一个的基本的数据块单位

119
00:05:14,840 --> 00:05:19,080
这是我们上边刚才画的组织视图

120
00:05:19,120 --> 00:05:21,640
卷控制块 在这里头

121
00:05:21,680 --> 00:05:23,560
卷控制块的位置是固定的

122
00:05:23,600 --> 00:05:24,960
卷控制块指向下边 

123
00:05:25,000 --> 00:05:28,960
是每一个目录的目录项

124
00:05:29,000 --> 00:05:30,960
这构成中间这一段

125
00:05:31,000 --> 00:05:34,000
目录项里头对应的可能是下一级目录

126
00:05:34,040 --> 00:05:35,440
或者说是文件

127
00:05:35,480 --> 00:05:36,520
对应到文件的话

128
00:05:36,560 --> 00:05:38,920
那么这就是文件控制块

129
00:05:38,960 --> 00:05:40,640
那就是这一段

130
00:05:40,680 --> 00:05:42,040
文件控制块里说明了

131
00:05:42,080 --> 00:05:43,800
每一个文件所在的位置

132
00:05:43,840 --> 00:05:46,040
那这就是 再往下的一层

133
00:05:46,080 --> 00:05:49,080
这是我整个磁盘的存储视图

134
00:05:49,120 --> 00:05:50,320
有了这个视图之后呢

135
00:05:50,360 --> 00:05:53,120
我们就能知道 我们在虚拟文件系统里头

136
00:05:53,160 --> 00:05:55,480
需要保存的各个文件系统

137
00:05:55,520 --> 00:05:58,040
公共的一些信息都是些什么

138
00:05:58,080 --> 00:06:00,520
从而也就通过虚拟文件系统

139
00:06:00,560 --> 00:06:02,920
把各种实际的文件系统

140
00:06:02,960 --> 00:06:07,560
和应用之间的间距给弥补上了

141
00:06:07,600 --> 00:06:09,800
从而我们可以通过一个统一的接口

142
00:06:09,840 --> 00:06:12,840
访问各种各样的实际的文件系统

143
00:06:12,960 --> 00:06:14,000


144
00:06:14,040 --> 00:06:14,360


145
00:06:14,400 --> 00:06:14,440