文件系统

xv6文件系统提供数据文件，其中包含未解释的字节数组，以及目录，其中包含对数据文件和其他目录的命名引用。目录形成一个树，从一个称为根的特殊目录开始。像/a/b/c这样的路径引用根目录/中名为a的目录中名为b的目录中名为c的文件或目录。不以/开头的路径是相对于调用进程的当前目录来评估的，该目录可以用chdir系统调用来更改。这两个代码片段打开相同的文件（假设所有涉及的目录都存在）：

chdir("/a");
chdir("b");
open("c", O_RDONLY);
open("/a/b/c", O_RDONLY);

第一个片段将进程的当前目录更改为/a/b；第二个片段既不引用也不更改进程的当前目录。

有创建新文件和目录的系统调用： mkdir创建一个新目录，带有O_CREATE标志的open创建一个新数据文件， mknod创建一个新设备文件。这个例子说明了所有三种情况：

mkdir("/dir");
fd = open("/dir/file", O_CREATE|O_WRONLY);
close(fd);
mknod("/console", 1, 1);

mknod创建一个引用设备的特殊文件。与设备文件关联的是主设备号和次设备号（mknod的两个参数），它们唯一地标识一个内核设备。当一个进程稍后打开一个设备文件时，内核会将read和write系统调用转移到内核设备实现，而不是将它们传递给文件系统。

一个文件的名称与文件本身是不同的；同一个底层文件，称为inode，可以有多个名称，称为链接。每个链接由一个目录中的一个条目组成；该条目包含一个文件名和对一个inode的引用。一个inode持有关于文件的元数据，包括其类型（文件、目录或设备）、其长度、文件内容在磁盘上的位置，以及文件的链接数。

fstat系统调用从文件描述符引用的inode中检索信息。它填充一个在stat.h (kernel/stat.h)中定义的struct stat：

#define T_DIR     1   // Directory
#define T_FILE    2   // File
#define T_DEVICE  3   // Device
struct stat {
  int dev;     // File system's disk device
  uint ino;    // Inode number
  short type;  // Type of file
  short nlink; // Number of links to file
  uint64 size; // Size of file in bytes
};

link系统调用创建另一个引用与现有文件相同inode的文件系统名称。这个片段创建了一个名为a和b的新文件。

open("a", O_CREATE|O_WRONLY);
link("a", "b");

从a读取或写入与从b读取或写入相同。每个inode都由一个唯一的inode号标识。在上面的代码序列之后，可以通过检查fstat的结果来确定a和b引用相同的基础内容：两者都将返回相同的inode号（ino），并且nlink计数将设置为2。

unlink系统调用从文件系统中删除一个名称。只有当文件的链接计数为零且没有文件描述符引用它时，文件的inode和保存其内容的磁盘空间才会被释放。因此，将

unlink("a");

添加到最后一个代码序列会使inode和文件内容可以作为b访问。此外，

fd = open("/tmp/xyz", O_CREATE|O_RDWR);
unlink("/tmp/xyz");

是创建没有名称的临时inode的惯用方法，当进程关闭fd或退出时，该inode将被清理。

Unix提供了可从shell调用的用户级程序作为文件实用程序，例如mkdir、ln和rm。这种设计允许任何人通过添加新的用户级程序来扩展命令行界面。事后看来，这个计划似乎是显而易见的，但在Unix时代设计的其他系统通常将这些命令内置到shell中（并将shell内置到内核中）。

一个例外是cd，它内置在shell中(user/sh.c:66)。 cd必须更改shell本身的当前工作目录。如果cd作为常规命令运行，那么shell将派生一个子进程，子进程将运行cd，并且cd将更改子进程的工作目录。父进程（即shell）的工作目录不会改变。

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