VFS 内核源码深度解析¶
VFS (Virtual File System Switch) 是 Linux 内核中承上启下的核心层——对上向用户态暴露统一的文件和目录操作接口，对下衔接具体文件系统实现。本系列从内核源码出发，逐层剖析 VFS 的六大核心模块。
📌 源码：git@github.com:torvalds/linux.git, torvalds/master, eb3f4b7426cf
架构概览¶
用户态 内核态
┌───────────┐ ┌─────────────────────────────────────────┐
│ open() │ ───────────► │ VFS (Virtual Filesystem) │
│ read() │ │ │
│ write() │ │ ┌─────────────────────────────────┐ │
│ close() │ │ │ path lookup │ │
└───────────┘ │ │ (第4篇：路径名查找) │ │
│ │ dir → dentry │ │
│ └──────────────┬──────────────────┘ │
│ │ │
│ ┌──────────────▼──────────────────┐ │
│ │ dentry cache │ │
│ │ (第1篇：目录项缓存) │ │
│ │ dcache.h:93 struct dentry │ │
│ └──────────────┬──────────────────┘ │
│ │ d_inode │
│ ┌──────────────▼──────────────────┐ │
│ │ inode lifecycle │ │
│ │ (第2篇：inode 生命周期) │ │
│ │ fs.h:767 struct inode │ │
│ └──────────────┬──────────────────┘ │
│ │ i_mapping │
│ ┌──────────────▼──────────────────┐ │
│ │ page cache + buffer IO │ │
│ │ (第3篇：页缓存与缓冲区IO) │ │
│ │ fs.h:473 address_space │ │
│ └──────────────┬──────────────────┘ │
│ │ │
│ ┌──────────────▼──────────────────┐ │
│ │ block layer │ │
│ │ bio → disk │ │
│ └─────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────┐ │
│ │ file ops & fd table │ │
│ │ (第5篇：文件操作与fd表) │ │
│ └─────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────┐ │
│ │ mount & superblock │ │
│ │ (第6篇：挂载与超级块) │ │
│ └─────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────┘
系列目录¶
| 篇目 | 标题 | 核心文件 |
|---|---|---|
| 01 | Dentry Cache — 目录项缓存与 RCU 无锁查找 | include/linux/dcache.h, fs/dcache.c |
| 02 | Inode 生命周期 — 创建、查找、引用计数与回收 | include/linux/fs.h, fs/inode.c |
| 03 | 页缓存与缓冲区 I/O — 从 folio 到 bio | include/linux/fs.h, mm/filemap.c, fs/buffer.c |
| 04 | 路径名查找 — 从 open() 到 inode | fs/namei.c |
| 05 | 文件操作与文件描述符表 — 进程视角 | include/linux/fs.h, fs/file_table.c, fs/open.c |
| 06 | 挂载与超级块 — 文件系统实例的生命周期 | include/linux/fs.h, fs/super.c, fs/namespace.c |
阅读前提¶
- 理解基本的文件系统概念（目录、inode、数据块）
- 了解 Linux 内核基础（进程模型、系统调用、锁机制）
- 推荐先阅读
Documentation/filesystems/vfs.rst
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