那我们前面对这个
uCore文件系统结构
有一个大致的了解
接下来我们再进一步深入一下
看看一个具体文件系统
是怎么能够表示出它所需要那些文件
和给用户访问的一些操作的
就是simple file system一个分析
在simple file system里面呢
我们重点关注是一个一般的文件
就是我们说通常的打开 读 写 关闭
这么一个操作用到的文件和目录
它的一个类型所需要涉及到
一些数据结构和操作
这里面需要考虑一系列问题
第一个就是说硬盘上
怎么有效去组织一个文件系统
怎么能够通过文件系统组织
来表示出更具体的文件
硬盘的布局是什么
硬盘上它是以磁盘块为单位
来进行读或者写操作
那怎么去和我们文件的
数据块进行对应
如何去管理这些空闲的磁盘块
怎么去表示一个文件或者目录
到底文件里面包含什么东西
目录包含什么东西
还有这个数据怎么去定位
这些问题就是要
设计一个文件系统里面
需要去考虑的内容
好 我们这里面采取的方法是什么呢
自下而上 从硬盘到内存
观察这个数据结构
它们之间依赖关系
谁包含谁 这么一个方法
来分析我们simple file system
它大致是怎么来组成的
那我们可以看看这幅图
首先我们可以定位一下
simple file system呢
在整个文件系统的这部分
中间这部分
它的主要的内容是
存在我们硬盘上的
就是这一块
整个我们提供虚拟硬盘
这个硬盘呢 它保存了
simple file system整体的一个结构
这里面包含了super block
根目录的inode
freemap 就是表明当前
哪些磁盘块是空闲的
还有一些跟数据相关的
数据块的一些信息
那simple file system当它在内存中
被uCore操作系统进行操作和管理的时候
它会涉及到file 目录
inode和I/O buffer
那么文件和目录呢
它和我们inode有一个交互
我们需要通过inode来表示
这个文件和目录的关系
以及这个文件和目录
它所在的位置和内容
这个I/O buffer主要是用于说
我们需要把文件数据读到内存中来
放到一个buffer里面去
或者把内存中的buffer数据呢
写到我们硬盘中去
这里面就有一个buffer这么一个管理
这是我们说simple file system
它大致涉及的内容
那我们再从硬盘的角度来看一下
这个Simple file system它的组成部分
第一个叫super block
根据这个名字可以看出来超级块
它是对我们整个simple file system
一个总体的一个描述
包含了它一个标识 magic number
然后它整体一个块数
当前还有空闲多少块
还有它的一个字符串信息
这是super block内部的一个内容
我们需要把它读到我们内存中去
通过什么呢 sfs_do_mount
那么这个do_mount要把文件系统
加载到我们uCore kernel里去
使得我们应用可以去访问
那这一步呢 是在开始做
文件系统初始化的时候
需要去完成的工作
紧接着呢 我们会在内存中
建立好一个
simple file system的整体框架
这个框架什么呢 sfs_fs
这个看名字有点怪
就是simple file system的
一个file system
在这个结构里面呢
你可以看到 刚才那个
super block信息已经放到这儿
第二部分呢 是这个文件系统所在的device
也就说它有一个
针对具体一个设备的表述
这一块我们放后面会进一步讲解
第三部分是freemap
就是当前这个文件系统中
还有哪些空闲的数据块 可以去使用
那么通过freemap可以表示出来
这是用一个bit来表示一个data的block
还有就是sfs_buffer 用于缓冲用的
还有呢 inode_list
就是所有这里面的inode
它会通过一个哈希或者是链表的方式
保存在我们内存中
便于我们来检索
属于SFS这个文件系统一些inode情况
那这就是形成一个整体的架构
我们再逐步往下进一步细看
第一个很关键的
在这个硬盘块上面
除了super block之外
就是一个叫root-dir的inode
什么叫root-dir inode
就是根目录的inode的结构
那么根目录表明了
我们一开始访问这个文件系统
可以看到的目录信息
那这个根目录信息里面
包含了直接索引块和间接索引块
它大致的位置在什么地方
就是在这里面
用这个数据结构来表示出来的
同时我们还可以看到对于目录而言
它的数据它是什么呢
包含了这部分内容
就是一个是索引节点
所占数据块的索引
还有就是文件名
这实际上表明一个目录项
就是我们前面在讲
文件系统抽象时候提到的
目录是由一系列目录项组成
在这里面我们是用一个数组方式来表示
通过查找一个目录所在的inode
所对应的它的data
可以找着属于这个目录里
所有的目录项
而每一个目录项呢
包含了关键的文件名
和文件名所对应的inode的那个索引值
OK这就是说我们目录项里面的内容
第二部分呢 是我们文件的数据
那么文件数据放在什么地方呢
就是用这个来表示的
也是一样 是由我们这个inode里面
它的间接索引块和直接索引块
来表明我们的data block在什么地方
对于file而言
这个data block就是它的data
就是我们说文件的具体内容
那我们如果要读写文件
最终这个文件的数据放什么地方呢
就放在这些地方里面
通过inode里面index可以查找
这些data block在所在的位置
然后进一步通过我们硬盘的读写呢
就可以把这个数据
进行相应的读或者写操作
这里面很关键就是inode了
我们可以看看simple file system的inode
包含什么样的信息
它其实包含两个层面的内容
第一个层面是在内存中
它有一个sfs_inode
第二层面是我们硬盘上 也有一个inode
它称之为sfs_disk_inode
可以看出来它们关系是什么
disk_inode呢 是sfs_inode一个成员变量
那我们需要通过这个sfs_disk_inode
来完成进一步针对文件的读写操作
那么这里面会涉及到打开 关闭文件
读 写文件
还有读写inode所对应数据块的
一系列操作
那这些操作是什么 我们可以看看
那么如果说我们知道一个inode
我们希望访问这个inode的数据
那么这里面存在两种情况
一种是这个inode表明是一个目录
或者这个inode表明是个文件
这两者是不一样的
这个函数就是sfs_bmap的一系列操作呢
是关于文件这种情况的数据块读写
而下面这几个函数 (direntry)
就是目录entry呢
它其实涉及到针对目录的 数据的读写
可以看出来它们是不一样的
但是呢 我们有一系列的
高层的 针对file的一些操作
这个操作 其实是和我们后续会讲到的
虚拟文件系统相关
它会把底层的一些函数的细节给屏蔽掉
向上提供一个统一的接口比如open close
这个接口是一样的
但是它具体对应到
simple file system的实现
它这个open file或者close
这些操作是不一样的
通过这些函数呢来完成
对一个文件的打开 关闭 读写操作
紧接着还会通过不太一样的一些操作
比如说opendir
或者getdirectory entry来完成
针对目录读打开 关闭操作
这里面也写一个写
大家仔细考虑一下这里面有写吗
这是留给大家的一个问题
大家可以再考虑一下
这里面只是介绍了
基于index这种方式的
文件系统具体实现
还有其它一些文件系统
大家通过做实验
还可以进一步掌握和了解