文件系统驱动开发完整流程

📚 共计 30 章节

文件系统概述

什么是文件系统 · 本地/网络/伪文件系统 · VFS作用与地位

内核开发环境搭建

Linux源码获取 · 编译内核 · QEMU调试 · 内核模块基础

VFS核心数据结构 (上)

超级块 super_block · 索引节点 inode · 目录项 dentry

VFS核心数据结构 (下)

文件对象 file · 文件系统类型注册 · 挂载描述符 mount

文件系统操作接口

file_operations · inode_operations · super_operations

注册与注销文件系统

register_filesystem · unregister · 模块初始化/退出

超级块的实现

填充超级块 · 读取磁盘超级块 · 分配与初始化

超级块磁盘

索引节点的实现

inode分配/初始化 · 销毁 · 操作函数实现

目录项的实现

dentry创建/查找 · dcache缓存 · 操作函数

文件的打开与关闭

open()内核路径 · file结构体创建 · close()实现

系统调用file

文件的读写操作

read/write流程 · 同步/异步I/O · page cache

文件系统布局设计

磁盘分区规划 · 元数据/数据区 · 块大小与块组

磁盘块管理

位图实现 · 块分配/回收 · 块描述符设计

目录结构实现

目录项磁盘存储 · 查找算法 · 增删改查

文件数据存储

直接/间接块寻址 · extent树 · 文件空洞处理

文件系统挂载流程

mount系统调用 · 查找类型 · fill_super()

文件系统卸载流程

umount分析 · 同步脏数据 · 释放资源

页缓存 (Page Cache)

address_space · 缓存回写 · 脏页刷新策略

块I/O层 (Block I/O)

bio结构体 · 请求队列 · I/O调度器

文件系统一致性

日志(Journaling) · 写时复制(CoW) · fsck工具

一致性日志

简易文件系统实战 (一)

项目规划 · 磁盘布局 · 定义磁盘数据结构

简易文件系统实战 (二)

超级块读写 · 块分配器实现

实战分配器

简易文件系统实战 (三)

inode分配/读写 · 目录操作实现

简易文件系统实战 (四)

文件读写 · 文件系统注册与挂载

简易文件系统实战 (五)

测试调试 · 边界情况 · 性能优化思路

printk · ftrace · kprobe · crash工具

减少锁竞争 · RCU · 预读策略 · 批量处理

兼容性与可移植性

字节序(大端/小端) · 32/64位兼容 · 跨平台

安全与权限

文件权限 · capability · SELinux · 符号链接攻击

文件系统前沿技术

FUSE · ZFS/Btrfs · 持久内存PMFS · NVMe优化