写在前面：这是本系列的第二十二篇。

在存储器之上，操作系统（文件系统）实现了“目录树”结构的文件系统，使我们能以一种直观、自然、有序的方式管理操作系统里数以百万计的持久化对象。

我们已经知道，进程从 execve 后的初始状态开始，可以通过 mmap 改变自己的地址空间，通过 fork 创建新的进程，再通过 execve 执行新的程序——我们慢慢已经开始理解“操作系统上的应用生态”并没有魔法了。

本讲内容：操作系统还必须给应用程序提供访问操作系统对象的机制。这节课我们学习 UNIX 的“Everything is a file”带来的方便，以及操纵目录和文件系统的 API。

课前反思：Testkit 的修复？

关于前面的 Testkit，其实我还不太会用…
多个 .c 文件交织在一起，执行顺序不知道，快照机制也没听懂。
没关系，有机会一定要自己琢磨一下怎么用 Test（或者让豆包/Kimi 详细拆解教一下）。在系统编程中，测试框架是重中之重。

回顾：操作系统的对象

• 进程:
  • 进程 = 状态机。
  • 进程管理 API: fork, execve, exit。
• 连续的内存段:
  • 我们可以把“连续的内存段”看作一个对象，它可以在进程间共享，也可以映射文件。
  • 内存管理 API: mmap, munmap, mprotect, msync。

目录树与存储设备的抽象

存储设备的抽象

• 磁盘 = 块 (字节) 序列:
  • 就像一本书，每一页纸存储了数据，支持随机访问（翻到某一页）。
• 文件：虚拟的磁盘:
  • 比如 hello.c, a.out…
  • 在文件里，我们看不到“一页纸”的概念。它被抽象成了一个字节序列（类似 vector<char>）。
  • 支持 read, write, lseek, ftruncate 等操作。
• 新需求： 怎么管理系统中众多的文件？总不能每次都全局 find_file_by_name 吧？

管理虚拟磁盘：建一个图书馆！

• 信息的局部性： 将虚拟磁盘（文件）组织成层次结构。

树状分层索引：利用信息的局部性

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