0
00:00:00,000 --> 00:00:06,920


1
00:00:06,960 --> 00:00:07,760
那最后一部分呢

2
00:00:07,800 --> 00:00:09,320
我们来给大家介绍一下

3
00:00:09,360 --> 00:00:11,880
这个文件系统的执行流程

4
00:00:11,920 --> 00:00:13,160
这里面举了两个例子

5
00:00:13,200 --> 00:00:15,720
第一个例子是关于文件系统怎么启动

6
00:00:15,760 --> 00:00:17,200
第二个呢 是看一下

7
00:00:17,240 --> 00:00:20,280
当用户程序发出open操作的时候

8
00:00:20,320 --> 00:00:22,440
我们整个这个执行过程是怎么回事

9
00:00:22,480 --> 00:00:26,240
首先看一下这个文件系统初始化过程

10
00:00:26,280 --> 00:00:29,240
从总控函数kern_init开始

11
00:00:29,280 --> 00:00:31,880
专门增加一个fs_init

12
00:00:31,920 --> 00:00:33,920
这是lab8增加内容

13
00:00:33,960 --> 00:00:36,160
在这里面呢fs_init呢

14
00:00:36,200 --> 00:00:38,200
进一步展开会分成三部分

15
00:00:38,240 --> 00:00:41,160
第一个是虚拟文件系统的初始化

16
00:00:41,200 --> 00:00:43,160
第二个是关于设备初始化

17
00:00:43,200 --> 00:00:44,720
第三个是SFS

18
00:00:44,760 --> 00:00:49,320
就是simple file system的初始化过程

19
00:00:49,360 --> 00:00:51,920
我们再把这个vfs_init呢看一下

20
00:00:51,960 --> 00:00:54,160
它干什么事情 第一建一个链表

21
00:00:54,200 --> 00:00:56,280
就是专门针对device的list

22
00:00:56,320 --> 00:00:58,560
使得它可以在后续过程中

23
00:00:58,600 --> 00:01:01,720
管理这些device的fs

24
00:01:01,760 --> 00:01:04,000
第二个呢是设置一个信号量

25
00:01:04,040 --> 00:01:07,240
这是由于很多对共享资源的操作呢

26
00:01:07,280 --> 00:01:11,920
需要信号量来进行保护

27
00:01:11,960 --> 00:01:14,560
那么对于dev_init呢 就是device_init呢

28
00:01:14,600 --> 00:01:15,960
它包含了三部分工作

29
00:01:16,000 --> 00:01:18,720
第一个初始化device 

30
00:01:18,760 --> 00:01:21,440
disk stdin和stdout

31
00:01:21,480 --> 00:01:27,480
这分别代表了三类不同的设备

32
00:01:27,520 --> 00:01:29,280
再接下来是关于这个

33
00:01:29,320 --> 00:01:31,360
simple file system的一个初始化过程

34
00:01:31,400 --> 00:01:33,000
这最主要完成一个mount

35
00:01:33,040 --> 00:01:34,920
就是加载这个文件系统

36
00:01:34,960 --> 00:01:38,800
那么这三部分进一步细化可以看出来

37
00:01:38,840 --> 00:01:40,040
第一部分 是关于这个

38
00:01:40,080 --> 00:01:41,400
dev_list的一个初始化

39
00:01:41,440 --> 00:01:43,040
它主要是初始化一个双向链表

40
00:01:43,080 --> 00:01:44,640
这个双向链表是在我们整个

41
00:01:44,680 --> 00:01:47,600
uCore操作系统里面经常使用的

42
00:01:47,640 --> 00:01:49,800
然后也同样存在一个信号量

43
00:01:49,840 --> 00:01:54,440
来保证对这个list操作一个互斥的保护

44
00:01:54,480 --> 00:01:56,960
第二部分关于device的init

45
00:01:57,000 --> 00:02:01,440
它会分别去调用disk0的device_init

46
00:02:01,480 --> 00:02:04,360
stdin和stdout的device_init

47
00:02:04,400 --> 00:02:05,840
那么这后两部分呢

48
00:02:05,880 --> 00:02:07,240
我们在前面也给大家做了介绍

49
00:02:07,280 --> 00:02:09,360
它怎么完成它的初始化过程

50
00:02:09,400 --> 00:02:11,400
这个disk0的初始化过程

51
00:02:11,440 --> 00:02:16,880
希望大家能够自己去看一下

52
00:02:16,920 --> 00:02:18,800
对于simple file system而言

53
00:02:18,840 --> 00:02:20,600
它的这个mount过程包含两部分

54
00:02:20,640 --> 00:02:22,120
第一部分是vfs_mount

55
00:02:22,160 --> 00:02:25,920
以及具体的一个SFS一个do_mount

56
00:02:25,960 --> 00:02:27,400
那么在这个do_mount里面呢

57
00:02:27,440 --> 00:02:30,080
它会完成把自身SFS

58
00:02:30,120 --> 00:02:31,840
和VFS建立一个连接

59
00:02:31,880 --> 00:02:33,720
然后呢把它的根目录

60
00:02:33,760 --> 00:02:35,840
能够让我们的uCore

61
00:02:35,880 --> 00:02:37,040
操作系统能感知得到

62
00:02:37,080 --> 00:02:39,800
使得接下来的 针对这个文件系统的

63
00:02:39,840 --> 00:02:42,800
一个读写操作能够正常执行

64
00:02:42,840 --> 00:02:44,960
那这就是我们文件系统

65
00:02:45,000 --> 00:02:47,960
一个大致初始化过程

66
00:02:48,000 --> 00:02:53,560
这是整个一个初始化一个流程图

67
00:02:53,600 --> 00:02:54,840
接下来我们再看一下

68
00:02:54,880 --> 00:02:57,560
对于一个文件 我们要打开它

69
00:02:57,600 --> 00:02:59,360
便于后续的读 或者写操作

70
00:02:59,400 --> 00:03:01,760
大致执行什么事情

71
00:03:01,800 --> 00:03:03,640
这是应用程序通常的写法 

72
00:03:03,680 --> 00:03:05,360
Open一个file

73
00:03:05,400 --> 00:03:06,440
那么这是一个字符串

74
00:03:06,480 --> 00:03:07,640
代表文件的名字

75
00:03:07,680 --> 00:03:09,400
它可能带一些目录

76
00:03:09,440 --> 00:03:11,720
它位于某一个目录下一个文件

77
00:03:11,760 --> 00:03:13,120
这是一个字符串

78
00:03:13,160 --> 00:03:14,640
那么如果这个open操作

79
00:03:14,680 --> 00:03:16,640
正常地执行结束的话

80
00:03:16,680 --> 00:03:18,400
它会返回一个fd

81
00:03:18,440 --> 00:03:20,840
那么这个fd代表了文件

82
00:03:20,880 --> 00:03:22,200
在这个进程控制块中的

83
00:03:22,240 --> 00:03:24,040
一个文件链表中一个位置

84
00:03:24,080 --> 00:03:25,240
从而可以根据这个位置

85
00:03:25,280 --> 00:03:28,720
能访问更具体的file信息

86
00:03:28,760 --> 00:03:29,840
那么当我们应用程序

87
00:03:29,880 --> 00:03:31,440
执行open操作之后呢

88
00:03:31,480 --> 00:03:34,440
它会进一步调系统调用 sys_open

89
00:03:34,480 --> 00:03:37,120
然后呢发出sys_call 这个系统调用

90
00:03:37,160 --> 00:03:40,360
sys_open这么一个信息

91
00:03:40,400 --> 00:03:42,640
然后让我们操作系统做进一步处理

92
00:03:42,680 --> 00:03:45,040
这是第一部分工作

93
00:03:45,080 --> 00:03:45,880
我们操作系统

94
00:03:45,920 --> 00:03:47,360
在接受到这个操作之后呢

95
00:03:47,400 --> 00:03:51,640
它会通过进一步sys_open呢来往下处理

96
00:03:51,680 --> 00:03:52,720
那么可以看出来 

97
00:03:52,760 --> 00:03:56,320
它会把文件名的字符串一步步往下传

98
00:03:56,360 --> 00:03:59,680
然后到这儿 那么它会分配一个

99
00:03:59,720 --> 00:04:02,120
Fd_array中的一个项给它

100
00:04:02,160 --> 00:04:03,440
那么这个index

101
00:04:03,480 --> 00:04:05,160
就是我们最终要访问那个fd

102
00:04:05,200 --> 00:04:07,080
但是 需要注意是

103
00:04:07,120 --> 00:04:09,600
这里面fd所对应那个file

104
00:04:09,640 --> 00:04:11,720
它里面inode信息还没有

105
00:04:11,760 --> 00:04:14,600
所以我们进一步要把文件名

106
00:04:14,640 --> 00:04:17,640
所实际对应的inode信息给建立起来

107
00:04:17,680 --> 00:04:19,240
这就需要我们进一步去处理

108
00:04:19,280 --> 00:04:22,120
做vfs_open操作

109
00:04:22,160 --> 00:04:24,320
但是我们知道 vfs_open呢

110
00:04:24,360 --> 00:04:25,480
它只是一个壳

111
00:04:25,520 --> 00:04:28,080
它需要去找到具体文件系统

112
00:04:28,120 --> 00:04:30,480
做进一步打开操作

113
00:04:30,520 --> 00:04:32,920
有两方面 第一方面是要有一个

114
00:04:32,960 --> 00:04:36,480
查找文件名和inode对应信息

115
00:04:36,520 --> 00:04:39,320
一旦找到之后 会把inode信息

116
00:04:39,360 --> 00:04:41,000
给加载到内存中来

117
00:04:41,040 --> 00:04:43,440
成为我们操作系统能够进一步去访问的

118
00:04:43,480 --> 00:04:46,960
一个很重要一个关键数据结构

119
00:04:47,000 --> 00:04:49,440
那么lookup干什么

120
00:04:49,480 --> 00:04:51,480
vfs_lookup会进一步调什么呢

121
00:04:51,520 --> 00:04:53,240
大家想一想

122
00:04:53,280 --> 00:04:56,600
我们说这个lookup就要查找一个文件名

123
00:04:56,640 --> 00:04:58,840
包含了目录也包含文件名本身

124
00:04:58,880 --> 00:04:59,920
这么一个字符串

125
00:04:59,960 --> 00:05:03,120
把所对应的inode是什么

126
00:05:03,160 --> 00:05:08,240
我们需要进一步去看一下

127
00:05:08,280 --> 00:05:11,760
前面的vfs_lookup最终会调到SFS

128
00:05:11,800 --> 00:05:13,680
就simple file system的lookup

129
00:05:13,720 --> 00:05:15,200
这里面它会根据path

130
00:05:15,240 --> 00:05:16,880
就我们刚才说的文件名信息

131
00:05:16,920 --> 00:05:19,600
来一步步的 递归地查找

132
00:05:19,640 --> 00:05:22,160
一个文件它所对应的inode是多少

133
00:05:22,200 --> 00:05:23,920
因为它首先要查找到

134
00:05:23,960 --> 00:05:25,560
这个文件所在的目录

135
00:05:25,600 --> 00:05:27,120
假设我们这里面只有一级目录

136
00:05:27,160 --> 00:05:29,480
那会把这个目录所对应的inode找着

137
00:05:29,520 --> 00:05:31,280
然后查找这个inode里面

138
00:05:31,320 --> 00:05:33,160
所对应的目录项

139
00:05:33,200 --> 00:05:34,960
看目录项里面的文件名

140
00:05:35,000 --> 00:05:38,680
是否和path里面的最终文件名是一致的

141
00:05:38,720 --> 00:05:39,840
如果是一致的

142
00:05:39,880 --> 00:05:41,400
也意味着找着了这个文件

143
00:05:41,440 --> 00:05:44,440
它会把inode对应文件名给取出来

144
00:05:44,480 --> 00:05:47,200
然后进一步去load inode

145
00:05:47,240 --> 00:05:49,960
从而可以把inode的信息

146
00:05:50,000 --> 00:05:52,760
从硬盘加载到我们内存中来

147
00:05:52,800 --> 00:05:54,840
你看这里面 sfs_load_inode

148
00:05:54,880 --> 00:05:58,280
会进一步调sfs_rbuf 就是read buffer

149
00:05:58,320 --> 00:06:00,920
而这一个会进一步device的I/O

150
00:06:00,960 --> 00:06:04,520
最终会访问到IDE的read sector

151
00:06:04,560 --> 00:06:08,360
这个操作是我们硬盘驱动的一个函数

152
00:06:08,400 --> 00:06:10,040
从而把所需要的信息

153
00:06:10,080 --> 00:06:12,800
一层一层再返回到我们应用态

154
00:06:12,840 --> 00:06:18,800
那这就是整个open操作的执行过程

155
00:06:18,840 --> 00:06:21,560
好 那我们把lab8的文件系统呢

156
00:06:21,600 --> 00:06:23,280
给大家做了一个讲解

157
00:06:23,320 --> 00:06:25,720
可以看着这里面涉及的层次很多

158
00:06:25,760 --> 00:06:28,120
数据结构很多 调用关系很复杂

159
00:06:28,160 --> 00:06:30,360
但是相对而言 它整个调用关系

160
00:06:30,400 --> 00:06:32,760
是一个串行的一个调用关系

161
00:06:32,800 --> 00:06:35,640
而包含数据结构的依赖关系呢

162
00:06:35,680 --> 00:06:38,040
也是相对来说比较直观

163
00:06:38,080 --> 00:06:39,680
从上层到底层

164
00:06:39,720 --> 00:06:42,040
底层又返回来引用上层

165
00:06:42,080 --> 00:06:45,200
那这个过程呢 虽然数据量比较大

166
00:06:45,240 --> 00:06:48,040
但是大家通过阅读代码 调试

167
00:06:48,080 --> 00:06:51,320
和具体执行 我相信能够很好地掌握

168
00:06:51,360 --> 00:06:53,600
关于文件系统这一块的内容

169
00:06:53,640 --> 00:06:55,400
一旦完成了文件系统这一块内容呢

170
00:06:55,440 --> 00:06:59,000
我们可以让我们的uCore OS

171
00:06:59,040 --> 00:07:01,080
可以很好访问文件系统中

172
00:07:01,120 --> 00:07:02,600
存在那些文件

173
00:07:02,640 --> 00:07:05,320
去执行 或者读写操作

174
00:07:05,360 --> 00:07:06,480
完成了lab8之后呢

175
00:07:06,520 --> 00:07:08,760
我想大家应该有一定的收获

176
00:07:08,800 --> 00:07:10,960
可以对操作系统有更深入的理解

177
00:07:11,000 --> 00:07:13,600
同时我们也提供了进一步labx

178
00:07:13,640 --> 00:07:17,000
这个labx是希望大家在常规练习之后

179
00:07:17,040 --> 00:07:19,640
去做一些更有挑战一些练习

180
00:07:19,680 --> 00:07:21,160
我们称之为challenge练习

181
00:07:21,200 --> 00:07:22,840
我们在uCoreLab中也给大家列出了

182
00:07:22,880 --> 00:07:24,320
一系列的challenge练习

183
00:07:24,360 --> 00:07:26,960
如果大家对操作系统有兴趣

184
00:07:27,000 --> 00:07:29,600
那我们欢迎大家去迎接新的挑战

185
00:07:29,640 --> 00:07:30,880
好 谢谢大家

186
00:07:30,920 --> 00:07:30,960