總論：

linux的文件系統設計非常優秀，總的來講有兩大部分，第一部分就是樹形的組織結構，第二部分就是vfs，樹形的組織結構組織了文件系統的表象，用戶非常方便的使用，而vfs是文件系統的實現機理，它處于內核態，不但實現了樹形結構的mount機制，并且還提供了一個統一的接口用來訪問設備。
一、Linux文件系統概述
1、Linux文件系統組織
Linux中使用樹來組織文件系統。整個文件系統構成了一顆樹，這棵樹以/為根。整個系統有且僅僅有這一顆文件樹。這棵樹描寫敘述了文件系統的拓撲結構，沒有不論什么文件系統的類型信息。
2、mount機制
linux使用mount機制擴展文件系統，使不同類型的文件系統能夠掛載在系統的文件樹的不論什么位置。mount機制使文件樹有了類型屬性，支持了不同類型的文件系統的掛載。
如圖所看到的。

能夠看到假設不考慮掛載點，整個文件系統就是一棵樹，假設考慮了掛載點，這棵樹原來是嫁接而成的，能夠包括各種不同種類的文件系統。正如橋片擴展了總線一樣，掛載點擴展了文件樹，和擴展總線不同的是，隨意文件夾都能夠是掛載點，可是不是隨意芯片都是能夠作為橋的。(網橋/交換機擴展以太網也是一樣的道理，和mount機制更加相似一些，由于你僅僅須要插入一個多port網卡就能夠作為一個網橋了。)
3、mount機制的優點
mount能夠屏蔽文件系統的類型，全部類型的文件系統共享一棵樹，可是實現卻能夠不同樣。用戶進程能夠使用同樣的系統調用接口訪問全部的文件系統，而不必在意訪問的文件是什么類型的。mount機制使一棵文件樹得以多樣化，然而又能夠向用戶屏蔽這樣的多樣化。這樣的多樣化是通過vfs實現的。
4、單棵樹組織+mount擴展
Linux的文件系統和磁盤并不綁定，文件系統就是一棵樹，是一個虛擬的概念，沒有介質，沒有容量，沒有讀寫規則，唯獨在掛載(mount)發生的時候，也就是詳細的文件系統掛載的時候，某個掛載點才和介質建立聯系，然而此時對于文件系統來講仍然沒有容量的概念，容量不過掛載于此文件夾的磁盤設備的屬性，假設磁盤空間滿了，仍然能夠通過在此磁盤的一個文件夾上mount一個新的文件系統來解決，而新的文件系統在一塊新的磁盤上。
5、和Windows文件系統的對照
Windows顯式的分離了各種文件系統，盡管Windows在操作接口上也吸取了Unix中“一切皆文件”的思想。在接口級別，windows也使用同樣的API來訪問各類文件，比方ReadFile，WriteFile等，然而在操作級別，windows卻沒有實現一致性，在操作級別，windows的文件系統主要指以磁盤為介質的文件系統，因此windows沒有必要用一棵樹包括全部的文件，而是區分成了各個盤符，然而這樣的方式有個弊端，那就是不易擴展，由于單個盤符限制了容量，磁盤直接和文件系統綁定。因此，Windows不以單棵樹樹來組織文件系統，windows非常難用mount來擴展文件系統。
二、VFS概述
1、VFS
虛擬文件系統或者虛擬文件插口，叫做插口更合適，也是官方的叫法，vfs向上和用戶進程文件訪問系統調用接口，如open，read，write等，向下和詳細不同文件系統的實現接口，如read，write的不同實現。例如以下圖所看到的：

2、VFS的重要性
VFS屏蔽了詳細文件的實現細節，向上提供統一的操作接口。通過VFS能夠實現隨意的文件系統，這些文件系統通過文件訪問系統調用都能夠訪問。在操作系統內核中，vfs是對離用戶態近期的一層，由于它的存在，linux的使用才變得方便。實際上，正是vfs實現了樹形的文件系統組織，然而vfs的作用還不止這些，設備的文件抽象也是通過vfs來實現的。
3、VFS舉例
3.1、procfs
3.2、sysfs
3.3、cpusetfs
3.4、ntfs
3.5、extX
3.6、隨意你想實現的。
須要做什么呢？僅僅須要在一大堆switch函數例程中實現你的邏輯就可以，就是說實現file_operations函數集合就可以。注意，在linux中，文件和存儲沒有必定關系，實際上沒有不論什么關系，也就是說linux中的文件有的不須要被存儲，比方proc文件夾中的文件，僅僅有在你read它的時候，數據才從內核出來，這個數據是內核邏輯提供的，而是可能實時變化，linux根本沒有必要在還有一個地方再存儲它。
4、一個重要結論
由于linux的樹形文件系統是全然抽象的，因此它不和不論什么介質進行綁定，僅存在于內核其中，內核僅僅要起來，這個虛擬的樹就存在了，僅僅是此時僅僅有樹根，然而linux此時卻能夠掛載隨意類型的文件系統到這個樹根，這樣就能夠實現非常方便的定制，linux能夠在initrd中掛載隨意文件系統到樹根，這是由于內核和文件系統是分離的概念，內核啟動并不依賴不論什么文件系統。