文件操作
1. 安装文件系统
// 示例
mount /dev/hd1 /mnt
// 对应操作
--- fs --- super.c --- sys_mount() --- dev_i=namei("/dev/hd1")//获得hd1的inode
| |- dev = dev_i->i_zone[0]//获取hd1的设备号
| |- dir_i=namei("/mnt")//获得mnt的inode
| |- sb=read_super(dev)//读取hd1超级块
| |- sb->s_imount=dir_i//将inode挂载在超级块上
|
|- read_super(dev) --- 检查超级块是否已经读入super_block[8]
|- 从super_block[8]中找到没有使用的一项
|- bh = bread(dev,1)//读超级块
|- s = bh->b_data
|- s->s_imap[i]=bread(dev,block)
| //读外设节点位图并挂接
|- s->s_zmap[i]=bread(dev,block)
| //读外设逻辑位图并挂接2. 打开文件
// 示例
char buffer[12000];
int fd = open("/mnt/user/user1/user2/hello.txt", O_RDWR, 0644);
int size = read(fd, buffer, sizeof(buffer));--- fs --- open.c --- sys_open() --- 在当前进程的filp[20]中
| | 找到一个空闲项filp[fd]
| |- 在file_table[64]中找到一个空闲项f
| |- current->filp[fd]=f
| |- open_namei(&inode)//获取文件节点
| |- f->f_inode = inode//挂接到f上
|
|- namei.c --- open_namei() --- dir=dir_namei(pathname,&namelen,&basename)
| | | //获取文件枝梢节点、文件名及其长度
| | |- bh=find_entry(&dir,basename,namelen,&de)
| | | //从枝梢节点读取对应的目录项de
| | |- inr=de->inode;dev=dir->i_dev
| | | //获取文件inode号
| | |- inode=iget(dev,inr)
| |- dir_namei() --- dir = get_dir(pathname)
| | |- 获得文件名，计算其长度
| |- get_dir() --- inode设置为根节点，pathname指向'mnt'
| | |- 遍历路径名字符串
| | |- thisname=pathname
| | |- namelen=pathname长度
| | |- pathname指向下一个目录名
| | |- 字符串到末尾了吗 --- Yes --- 返回inode
| | |- find_entry(&inode,thisname,namelen,&de)
| | | //找到这个目录中名为thisname的目录项de
| | |- inr=de->inode;idev=inode->i_dev
| | |- inode=iget(idev,inr)
| | |- 返回遍历
| |- find_entry() --- block=(*dir)->i_zone[0])
| |- bh = bread((*dir)->i_dev,block)
| | //读取文件的第一个数据块
| |- de=bh->b_data//de指向数据块头
| |- de迭代遍历数据块，查找名字为name
| | 长度为namelen的目录项
| |- 找到返回bh，否则返回NULL
|
|- inode.c --- iget(dev,nr) --- empty=get_empty_inode()
| |- 遍历inode_table[32]
| |- 设备号=dev且节点号=nr吗 --- No --- 返回遍历
| |- inode挂载了文件系统吗 --- No --- 返回inode
| |- 查找对应超级块super_block[i]
| |- dev=super_block[i].s_dev
| |- nr=1
| |- inode = inode_table
| |- 返回遍历
| |- 遍历结束，没有找到inode
| |- inode=empty
| |- inode->i_dev=dev
| |- inode->i_num=nr
| |- read_inode(inode)//从硬盘上读取节点
| |- 返回inode
|- read_inode() --- sb=get_super(inode->i_dev)
|- 由超级块中的节点位图和inode号
| 计算出文件所在块号block
|- bh=bread(inode->i_dev,block)
|- 由inode号计算出块内偏移量
|- 根据偏移量拷贝bh->b_data到inode3. 读取文件
--- fs --- read_write.c --- sys_read() --- 若是管道文件，则执行read_pipe()返回
| |- 若是字符设备文件，则执行rw_char()返回
| |- 若是块设备文件，则执行block_read()返回
| |- 若是目录或普通文件，则执行file_read()返回
|
|- file_dev.c --- file_read() --- 剩余字节数不为0时循环
| |- nr = bmap((filp->f_pos)/BLOCK_SIZE))
| | //确定要读的部分在哪个块上
| |- bh=bread(inode->i_dev,nr)
| |- 计算剩余字节数
| |- 复制数据到指定用户空间
|
|- inode.c --- bmap(block) --- _bmap(block,0)
|- _bmap(block,create) --- 若block<7,返回i_zone[block]
|- block -= 7
|- 若block<512
|--- 若create=1且i_zone[7]不存在
|----- i_zone[7]=new_block()
|--- i_zone[7]=new_block()
|--- i=(bh->b_data)[block]
| //求出块号
|--- 若create=1且i=0
|----- i=new_block
|--- 返回i
|- block-=512
|- 若create=1且i_zone[8]不存在
|--- i_zone[8]=new_block()
|- bh=bread(i_zone[8])//读一级索引块
|- i = (bh->b_data)[block/512]
| //i为二级索引块块号
|- 若create=1且i=0
|--- i=new_block()
|- bh=bread(i)//读二级索引块
|- i = (bh->b_data)[block%512]
|- 若create=1且i=0
|--- i=new_block()
|- 返回i4. 新建文件
char str1[]="Hello, world";
int fd = creat("/mnt/user/user1/user2/hello.txt", 0644);
int size = write(fd, str1, strlen(str1));--- fs --- open.c --- sys_creat() --- sys_open(O_CREAT | O_TRUNC)
| |- sys_open() --- 在当前进程的filp[20]中
| | 找到一个空闲项filp[fd]
| |- 在file_table[64]中找到一个空闲项f
| |- current->filp[fd]=f
| |- open_namei(&inode)//获取文件节点
| |- f->f_inode = inode//挂接到f上
|
|- namei.c --- open_namei() --- dir=dir_namei(pathname,&namelen,&basename)
| | | //获取文件枝梢节点、文件名及其长度
| | |- bh=find_entry(&dir,basename,namelen,&de)
| | | //从枝梢节点读取对应的目录项de
| | |- 若bh=NULL
| | |--- inode = new_inode()
| | |--- inode->i_dirt = 1
| | |--- bh = add_entry(dir,basename,namelen,&de)
| | | //在dir中新建一个目录项,名字为basename,返回到de中
| | |--- de->inode = inode->i_num
| | |--- bh->b_dirt = 1
| | |--- 返回0
| |- add_entry() --- block = dir->i_zone[0]
| |- bh = bread(dir->i_dev,block)//读取文件第一个块
| |- de = bh->b_data//de指向第一个目录项
| |- 开始遍历
| |--- 如果该数据块中没有空闲目录项
| |----- block = create_block(i/DIR_ENTRIES_PER_BLOCK)
| | //当前第i个目录项,参数是i_zone号
| |----- bh = bread(dir->i_dev,block)
| |----- de = bh->b_data
| |----- 返回遍历
| |--- 如果已达到inode末尾，没有找到空闲项
| |----- de->inode=0//在inode末尾添加一个空闲项
| |--- 如果de->inode为0//已找到空闲项
| |----- 给de->name赋值
| |----- bh->b_dirt = 1
| |----- 返回bh
| |--- de++
| |- 返回NULL
|
|- bitmap.c --- new_inode() --- inode=get_empty_inode()
| |- sb = get_super(dev)
| |- 找到bit为0的节点位图所在的缓冲区bh
| |- 由于新建了inode，将bh中对应bit位置1
| |- bh->b_dirt = 1
| |- 对inode属性进行设置
|
|- inode.c --- create_block() --- _bmap(1)5. 写文件
- 将数据写到缓冲区
--- fs --- open.c --- sys_write() --- file_write()
|
|- file_dev.c --- file_write() --- 已写入字节小于count循环
| |--- block=create_block(pos/BLOCK_SIZE)
| | //找到需要写入的块号
| |--- bh=bread(inode->i_dev,block)
| |--- 计算
| |--- 拷贝buf到缓冲区
| |- 返回写入字节数
|
|- inode.c --- create_block(block) --- _bmap(block,1)
| |- _bmap(block,create) --- 若block<7,返回i_zone[block]
| |- block -= 7
| |- 若block<512
| |--- 若create=1且i_zone[7]不存在
| |----- i_zone[7]=new_block()
| |--- i_zone[7]=new_block()
| |--- i=(bh->b_data)[block]
| | //求出块号
| |--- 若create=1且i=0
| |----- i=new_block
| |--- 返回i
| |- block-=512
| |- 若create=1且i_zone[8]不存在
| |--- i_zone[8]=new_block()
| |- bh=bread(i_zone[8])//读一级索引块
| |- i = (bh->b_data)[block/512]
| | //i为二级索引块块号
| |- 若create=1且i=0
| |--- i=new_block()
| |- bh=bread(i)//读二级索引块
| |- i = (bh->b_data)[block%512]
| |- 若create=1且i=0
| |--- i=new_block()
| |- 返回i
|
|- bitmap.c --- new_block() --- sb = get_super(dev)
|- 找到bit为0的逻辑位图所在的缓冲区bh
|- 由于要新建块，将bh中逻辑位图对应bit位置1
|- 由位图的信息计算逻辑块号j
|- bh=getblk(dev,j)
|- clear_block(bh->b_data)
|- bh->b_dirt = 1
|- 返回j- 从缓冲区同步到外设，sys_sync()在update进程中，一定时间运行一次
--- fs --- buffer.c --- sys_sync() --- sync_inodes()
| |- 遍历缓冲区，若bh->b_dirt=1
| |--- ll_rw_block(bh)
|
|- inode.c --- sync_inodes() --- 遍历inode_table，若inode->i_dirt=1
| |--- write_inode()
|- write_inode() --- sb=get_super(inode->i_dev)
|- 根据inode号计算其所在块号
|- bh=bread(inode->i_dev,block)
|- 将inode写入bh缓冲区
|- bh->b_dirt=1
|- inode->i_dirt=06. 关闭文件
//示例
close(fd);
unlink("/mnt/user/user1/user2/hello.txt");--- fs --- open.c --- sys_close() --- filp = current->filp[fd])
| |- current->filp[fd]=NULL//当前进程fd置空
| |- --filp->f_count//file_table项引用计数减1
| |- iput(filp->f_inode)//inode引用计数减1
|
|- inode.c --- iput(inode) --- 循环开始
|- 如果inode->i_count>1
|--- inode->i_count--
|--- 返回
|- 如果inode->i_nlinks=0
|--- truncate(inode)
|--- free_inode(inode)
|--- 返回
|- 如果inode->i_dirt=1
|--- write_inode(inode)
|--- 返回循环
|- inode->i_count--
|- 返回7. 删除文件
--- fs --- namei.c --- sys_unlink() --- dir=dir_namei(name,&namelen,&basename)
| | //找到要删除文件的枝梢节点
| |- bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de)
| | //读取枝梢节点对应目录项
| |- inode = iget(dir->i_dev, de->inode)
| | //获得文件i节点
| |- de->inode = 0//该目录项设置为空闲项
| |- bh->b_dirt = 1
| |- inode->i_nlinks--
| |- inode->i_dirt = 1
| |- iput(inode)
| |- iput(dir)
|
|- inode.c --- iput(inode) --- 循环开始
| |- 如果inode->i_count>1
| |--- inode->i_count--
| |--- 返回
| |- 如果inode->i_nlinks=0
| |--- truncate(inode)
| |--- free_inode(inode)
| |--- 返回
| |- 如果inode->i_dirt=1
| |--- write_inode(inode)
| |--- 返回循环
| |- inode->i_count--
| |- 返回
|
|- truncate.c --- truncate() --- 将i_zone[0]到i_zone[6]置0
| |- 释放一级索引块
| |- 释放二级索引块
| |- 将i_zone[7]和i_zone[8]置0
| |- inode->i_size = 0
| |- inode->i_dirt = 1
|
|- bitmap.c --- free_inode() --- sb = get_super(inode->i_dev)
|- bh=sb->s_imap[inode->i_num/8192]
| //得到inode所在缓冲区
|- clear_bit(inode->i_num%8191,bh->b_data)
| //清除缓冲区中对应节点位图bit位
|- bh->b_dirt = 1
|- memset(inode,0,sizeof(*inode))
//对应i节点清零