Операционная система UNIX

Каждая подключенная файловая система представлена на независимом уровне в виде структуры vfs, аналоге записи таблицы монтирования дисковой файловой системы. Структуры vfs всех подключенных файловых систем организованы в виде односвязного списка, в совокупности обеспечивая информацию, необходимую для обслуживания всего иерархического дерева, а также информацию о реальной файловой системе, которые не изменяются на протяжении работы. Первой записью списка всегда является корневая файловая система. В дальнейшем, список vfs мы будем называть устоявшимся термином — таблица монтирования. Поля структуры vfs приведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3. Поля структуры vfs

struct vfs *vfs_next	Следующая файловая система в списке монтирования.
struct vfsops *vfs_op	Операции файловой системы.
struct vnode *vfs_vnodecovered	vnode, перекрываемый файловой системой.
int vfs_flag	Флаги: только для чтения, запрещен бит SUID и т.д.
int vfs_bsize	Размер блока файловой системы.
caddr_t vfs_data	Указатель на специфические данные, относящиеся к реальной файловой системе.

Поле vfs_data содержит указатель на данные реальной файловой системы. Например, для дисковой файловой системы s5fs, это поле указывает на суперблок, размещенный в памяти.

Поле vfs_op указывает на операции файловой системы, которые в терминах объектно-ориентированного подхода могут быть названы виртуальными методами объекта vfs. Возможные операции файловой системы приведены в табл. 4.4. Поскольку они существенным образом зависят от архитектуры и конкретной реализации, поля vfs_op заполняются указателями на соответствующие функции реальной файловой системы при ее монтировании.

Таблица 4.4. Операции файловой системы

int (*vfs_mount)()	Подключает файловую систему. Обычно операция включает размещение суперблока в памяти и инициализацию записи в таблице монтирования.
int (*vfs_unmount)()	Отключает файловую систему. Операция включает актуализацию данных файловой системы на накопителе (например, синхронизацию дискового суперблока и его образа в памяти).
int (*vfs_root)()	Возвращает корневой vnode файловой системы.
int (*vfs_statfs)()	Возвращает общую информацию о файловой системе, в частности: размер блока хранения данных, число блоков, число свободных блоков, число inode.
int (*vfs_sync)()	Актуализирует все кэшированные данные файловой системы.
int (*vfs_fid)()	Возвращает файловый идентификатор (fid — file Identifier), однозначно адресующий файл в данной файловой системе. В качестве fid может, например, выступать номер inode реальной файловой системы.
int (*vfs_vget)()	Возвращает указатель на vnode для файла данной файловой системы, адресованного fid.

Для инициализации и монтирования реальной файловой системы UNIX хранит коммутатор файловых систем (File System Switch), адресующий процедурный интерфейс для каждого типа файловой системы, поддерживаемой ядром. UNIX System V для этого использует глобальную таблицу, каждый элемент которой соответствует определенному типу реальной файловой системы, например s5fs, ufs или nfs. Элемент этой таблицы vfssw имеет поля, указанные в табл. 4.5.

Таблица 4.5. Коммутатор файловых систем

char *vsw_name	Имя типа файловой системы
int (*vsw_init)()	Адрес процедуры инициализации
struct vfsops *vsw_vfsops	Указатель на вектор операций файловой системы
long vsw_flag	Флаги

Взаимодействие структур виртуальной файловой системы показано на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Структуры данных виртуальной файловой системы