getdents() 系统调用内部如何工作？

Question

我最近开始研究 Linux 的源代码，以便从头开始创建我自己的 POSIX 操作系统。据我了解，类 UNIX 系统上的所有内容都是文件。任何可以从中读取字节或写入字节的内容都可以抽象为“流”。但在这里我偶然发现了一个互联网上似乎没有人关心的问题（至少我没有找到任何解释它的内容）：Linux 到底在幕后做了什么来将所有内容作为文件进行管理？

我的问题可能不清楚，所以这里有一个我想了解的示例：当您在 shell 中键入“ls -l”时，它不仅列出存储在磁盘上的物理文件，还列出块和字符设备、链接，以及其他不是存储在磁盘上的文件的东西。它是如何工作的？

预先感谢，戴夫。

Answer 1

请注意，从头开始编写 POSIX 操作系统远远超出了本站点的范围。另请注意，标题和实际问题不匹配。

如果你想知道getdents系统调用在 Linux 中是如何工作的，请查看代码，似乎你已经对其他部分做了同样的事情。但getdents并不是那么重要，早期的 UNIX 系统没有它。引入该getdents功能是为了支持不同的文件系统。

关于实际问题，您的误解似乎是该ls命令列出了文件，但它列出了目录条目。 UNIX 中的目录条目可以引用文件，也可以引用目录、命名管道和设备。字符和块设备条目是内核中不同驱动程序的接口。它们包含一个用于标识驱动程序的数字，以及另一个用于标识同一驱动程序处理的不同设备的数字。

较新的系统也支持文件系统套接字，但整个套接字概念并不是原始 UNIX 设计的一部分。套接字不是文件，“一切都是文件”指的是最初的 UNIX 设计。但是一旦设置了套接字，它们就支持一些也适用于文件的操作。

您可以继续研究源代码，但我建议您在开始编写自己的系统之前先了解一下 POSIX 系统。