文件系統基礎知識
1.文件類型
普通文件（regular file）：包括文本文件和二進制文件。通過open或creat系統調用函數可以創建一個普通文件。
目錄文件（directory file）：也稱爲目錄，一個目錄的內容即爲該目錄下的文件和其他子目錄。通過mkdir命令可創建一個目錄。通過ls -l某個目錄文件時，可以看到該文件的屬性的第一項爲d，即表示目錄文件。
設備文件（device file）：Linux將硬件設備也當作文件來處理，通過mknod命令可以創建一個設備文件。通常設備文件分爲字設備文件（character special file），比如鍵盤和鼠標等；還有塊設備文件（block special file），比如硬盤和光驅等。
鏈接文件（symbolic link）：也稱爲符號鏈接，通過ln命令可以創建一個符號鏈接。符號鏈接文件本身就是一個文件，這種文件的內容則是另一個文件（即源文件）的路徑。對符號鏈接進行讀寫等基本操作時，系統會自動將其轉化爲對源文件的相應操作。通過ls -l某個符號鏈接文件時，可以看到文件屬性的第一項爲l，即表示目錄文件。
管道文件（pipe）：用於進程間通信，也稱爲FIFO文件。通過系統調用pipe可以創建一個管道。管道文件在使用上和普通文件沒有什麼太大的區別，只不過這種文件不像普通文件那樣存儲與磁盤上，而是存儲在內存中。
套接字文件（socket）：主要用於網絡通信，也可以用於一臺主機上的進程間通信。
2.Linux文件結構
Linux採用樹型結構將所有文件組織起來，也就是說，每一個Linux系統就只對應一個這樣的樹型結構。windows操作系統也採用樹型結構，但卻是每個分區對應一個樹型結構。下面對Linux根目錄下的一些常見子目錄進行說明：
/bin：存放二進制的可執行的命令文件，我們通常所使用的命令就是來自這裏。比如ls，cat等。
/sbin：存放系統管理命令的目錄，即爲使用前要加sudo的那些命令，比如fdisk等。
/mnt：存放用戶臨時安裝其他文件系統的目錄。
/dev：存放設備文件的目錄。
/etc：存放系統管理和配置文件的目錄。
/home：系統中所有用戶主目錄的彙總。通過/home/username可以訪問某個用戶的主目錄。
/tmp：公共的臨時文件目錄。相對的，每個用戶在其主目錄下也有私有的臨時文件目錄。
/lib：標準程序設計庫，又叫做動態鏈接共享庫。
/proc：這個目錄存在與內存中，不佔用磁盤空間。該目錄存放的是對內存的一次映像，我們每打印一次/proc目錄，顯示的就是當前內存的狀態。
虛擬文件系統
Linux可支持數十種文件系統，不同的文件系統可以同時共存於一個系統之中。這些不同類型的文件系統並不是各自封閉的，而很可能會進行文件複製和移動等。比如，我的PC中裝有雙系統（比如ubuntu+winXP），現在我要將XP系統E盤中的test.doc文件拷貝到ubuntu系統中的主目錄下。我們知道，XP的文件系統類型是FAT，而Linux主目錄的文件系統類型是ext3，我們如何使用一種統一的“語言”來支持這種不同文件系統上文件的移動和複製？虛擬文件系統（Virtual FileSystem，VFS）就扮演的這樣的角色，即支持跨越不同文件系統或存儲設備的文件操作。
VFS是在各種具體的文件系統之上建立了一個抽象層，它屏蔽了不同文件系統間的差異。它之所以可以將各種文件系統納入其中，是因爲它提供了一個通用的文件系統模型。在內核中，這個通用的模型具體的表現爲一組統一的抽象接口和數據結構。每個文件系統都必須實現這些統一接口，並在組織結構上與該模型保持一致。
VFS相當於一個萬能插銷座，具體的文件系統相當於插銷座內部的電路實現。不管是兩頭插銷還是三頭插銷，甚至未來出現的單頭插銷都可以使用這個萬能的插座，使用根本不必考慮這個插座內部是如何實現的。
關於VFS更加全面的解說可以看這裏。
VFS中的數據結構
上面說到，VFS是通用的文件系統模型。那麼，這個通用性具體如何表現出來？VFS主要通過一組數據結構來描述文件對象。其中有四個基本的結構體：
超級塊（struct super_block）：它描述一個已安裝了的文件系統。
索引結點（struct inode）：它描述一個文件。
目錄項（strcut dentry）：它描述文件系統的層次結構。一個完整路徑的每個組成部分都是一個目錄項。比如打開/home/edsionte/code/hello.c時，內核分別爲/，home/，edsionte/，code/，hello.c創建相應的目錄項。
文件（struct file）：它描述一個已被進程打開的文件。
VFS採用面向對象的思想，在上述每一個結構體中即包含描述每個文件對象屬性的數據，又包含對這些數據進行操作的函數指針結構體。也就是說，上述四個基本的結構體中，每一個結構體中又嵌套了一個子結構體，這個子結構體包含了對父結構體進行各種操作的函數指針。
上述文字是對VFS主要的幾個結構體大致的說明。下文中，將從代碼的角度分析這些結構體。