43 tmpfs/devtmpfs 文件系统

前言

在 linux 中常见的文件系统 有很多, 如下 

基于磁盘的文件系统, ext2, ext3, ext4, xfs, btrfs, jfs, ntfs 
内存文件系统, procfs, sysfs, tmpfs, squashfs, debugfs 
闪存文件系统, ubifs, jffs2, yaffs  

文件系统这一套体系在 linux 有一层 vfs 抽象, 用户程序不用关心 底层文件系统的具体实现, 用户只用操作 open/read/write/ioctl/close 的相关 系统调用, 这一层系统调用 会操作 vfs 来处理响应的业务 

vfs 会有上面各种文件系统对应的 读写 相关服务, 进而 将操作下沉到 具体的文件系统 

我们这里 来看一下 tmpfs 文件系统, 这是一个 基于 内存的文件系统, 读写的都是 基于内存页 

tmpfs/devtmpfs 可能使用 shmem 相关操作, 也可能使用 ramfs 相关操作, 取决于配置 

rootfs 的部分和 rootfs 文件系统 部分一致, 这里 我们不多赘述, 我们这里主要关心 shmem 的部分

如何分配inode ?

在创建该文件的时候, tmpfs 会创建对应的 inode, 并将改 inode 添加到 dcache

创建 inode 操作来自于, 父级目录的 i_op->create, tmpfs 中对应于 shmem_get_inode

这里主要是基于 tmpfs 的 super_block 新建 inode, 初始化 i_no, i_mapping, i_op, i_fop 什么的 

普通文件的 i_fop 为 shmem_file_operations

/run/xx 是在哪里创建的 ? 

这个创建取决于实际的业务, 业务/内核 代码向 tmpfs 中写出具体的数据到具体的文件 

那么执行 该代码的时候 就会创建对应的文件

如何分配存储空间 ? 

存储空间是来自于 新分配的物理页  

如何读写数据 ?

a_ops->write_begin 会回去 maping, pos 对应的物理页, 如果不存在 则向 系统 进行申请 

然后 iov_iter_copy_from_user_atomic 的实现是将 用户空间待写出的数据 写出到给定的 物理页

执行命令为 ‘echo “4” >> 4.txt ‘, 这里 i->iov->iov_base 中即为待输出的内容, 这里是 一个字符 4, 和一个回车

copy_page_to_iter 即为读取的操作, 将物理页的数据拷贝到 buf 中

如何根据 path 获取到上下文的数据? 

上面在 i_op->create 中创建了 inode, 但是并没有提到将 inode 注册到 dir 中或者怎么怎么样 

那么 读取文件的时候怎么关联找到这个 inode 呢? 

该文件对应的dentry 在 i_op->lookup 的时候, 将 dentry 放到了 dcache_hashtable 中 

然后 之后才是走的上面的 i_op->create 来创建文件对应的 inode, 然后将 dentry 关联上 inode

然后 在之后 读取该文件的时候, lookup_fast 的时候去 dcache_hashtable 中查询对应的 dentry 的信息 

进而拿到 inode, 以及 inode 相关附加信息

进而是根据 inode, 以及上下文, 封装 file 对象 

 完