文件表是在文件系统中还是在内存中？

Question

在操作系统控制表的上下文中，术语“文件表”是指作为文件系统一部分的数据结构，还是在主内存中的数据结构（在这种情况下，我假设它只会引用打开的文件） ? 我的教科书¹说，

这些表提供有关文件的存在、它们在辅助存储器中的位置、它们的当前状态和其他属性的信息。文件管理系统可以维护和使用这些信息中的大部分（如果不是全部），在这种情况下，操作系统对文件知之甚少或一无所知。

另外，什么是文件管理系统？这是否意味着文件系统？

¹ Stallings，操作系统，^第7版，p。127

Answer 1

如果没有进一步的上下文，就不清楚 Stalling 是在谈论内存中的 inode 表还是文件系统中的表。我把一本更早版本的书借给了某人，但再也没有归还；所以我无法自己查找上下文。

共有三种“文件表”，但这里讨论的一种通常称为“内存中 inode 表”；第二个通常称为“打开文件表”，每个进程都存在。这两个表都在内核内存中，程序无法访问。第三个“表”实际上是文件系统（磁盘上）内的两组表，第一组是磁盘上的 inode 表，第二组是数据块本身（注意：这个讨论涉及传统的 UNIX 文件系统管理，较新的系统可以有不同的组织）。inode 表中的条目具有对包含间接引用块或实际数据的数据块的引用序列。文件的钥匙文件系统上的是 inode，而不是数据块本身。当 Stalling 谈论磁盘上的“文件表”时，它通常是磁盘上表示文件的“较小”表，例如 FAT 系统中的 inode 表或块定义表。

就内存中的inode 表而言，inode 从文件系统加载，其st_nlink 值递增，然后系统的其余部分可以访问，当inode 数据写入磁盘时，st_ctime 更新。如果内存中不再需要该 inode，则 st_nlink 值将递减，并将表中的条目标记为空闲。每个进程都会从对内存中 inode 表中大约三五个条目的引用开始：stdin, stdout,的 inode stderr- 这些通常是设备文件 (tty) - 然后引用当前目录和根目录。一个 inode 只会在表中驻留一次，因此可能有多个对表中单个 inode 的引用。

每个进程都保留打开文件表，并包含对内存中 inode 表的引用以及指向缓冲区的指针和状态信息（如fseek(2)来自 的值和标志open(2)。文件描述符实际上是打开文件表的索引；但大多数人们在谈论“文件描述符”时指的是打开文件表中的条目。

当使用open(2)打开文件时，在打开的文件表中找到一个可用的条目，通过路径名确定文件引用的inode，将该inode加载到内存中的inode表中，如果尚未加载，则st_nlink计数增加并在文件描述符中引用 inode 条目，设置标志并分配缓冲区。关闭时，情况正好相反。

内核中的例程称为“文件管理系统”，“文件系统”是磁盘上的组织。如今，有许多“可插入”模块可以加载 ( modprobe(8)) 到磁盘上不同组织的文件管理系统中。例如，有ext2/ext3/ext4文件系统类型，每一种在内核的文件管理系统中都有不同的模块；ntfs、sbfs、nfs、vfat、jfs 等也是如此。

这比我最初打算的要冗长一些，所以我就到此为止。