Linux套接字与虚拟文件系统（1）：初始化和创建

http://www.cppblog.com/qinqing1984/archive/2015/05/03/210521.html

引言
在Unix的世界里，万物皆文件，通过虚拟文件系统VFS，程序可以用标准的Unix系统调用对不同的文件系统，甚至不同介质上的文件系统进行读写操作。对于网络套接字socket也是如此，除了专属的Berkeley Sockets API，还支持一些标准的文件IO系统调用如read(v)、write(v)和close等。那么为什么socket也支持文件IO系统调用呢？在Linux上，这是通过套接口伪文件系统sockfs来实现的，因为sockfs实现了VFS中的4种主要对象：超级块super block、索引节点inode、目录项对象dentry和文件对象file，当执行文件IO系统调用时，VFS就将请求转发给sockfs，而sockfs就调用特定的协议实现，层次结构如下图：

[align=center]static int __init sock_init(void)
2static int sockfs_get_sb(struct file_system_type *fs_type,int flags, const char *dev_name, void *data,struct vfsmount *mnt)
2static struct socket *sock_alloc(void)
2static int sock_alloc_file(struct socket *sock, struct file **f, int flags)
2void fd_install(unsigned int fd, struct file *file)
2{
3 struct files_struct *files = current->files;
4 struct fdtable *fdt;
5 spin_lock(&files->file_lock);
6 fdt = files_fdtable(files);
7 BUG_ON(fdt->fd[fd] != NULL);
8 rcu_assign_pointer(fdt->fd[fd], file);
9 spin_unlock(&files->file_lock);
10}[/align]

fd和file分别为上一过程返回的空闲文件描述符和文件对象，使RCU技术来设置file到当前进程的fd数组中。

经过以上过程后，所创建的VFS对象关系图如下



fd为file*数组的索引而不是成员字段；vfsmount与初始化之VFS对象关系图中的vfsmount是同一个对象，即sock_mnt；对于伪文件系统，操作索引对象没有意义，所以inode的i_op为空（未画出）。