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Shine wOng
2019-12-04 20:13:45 +08:00
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@@ -23,6 +23,32 @@ Lab8 Report
+ 列出你认为本实验中重要的知识点以及与对应的OS原理中的知识点并简要说明你对二者的含义关系差异等方面的理解也可能出现实验中的知识点没有对应的原理知识点
+ 列出你认为OS原理中很重要但在实验中没有对应上的知识点
## 文件系统的层次架构
`lab8`的关键在于理解操作系统的文件系统层次架构,在`ucore`中,文件系统被划分成了`通用文件系统访问接口``文件系统抽象层`(VFS, Virtual File System)`简单文件系统`(SFS, Simple File System)以及`文件系统I/O设备接口层`四个层次。
+ `通用文件系统访问接口`主要是面向进程,为进程提供方便简单的文件操作系统调用,如我们熟悉的`open`, `read``write`等,它通过访问用户系统调用库来获得内核文件系统的相关服务。该层次包括的文件有`user/ulib.c(h)``user/syscall.c(h)``kern/sysfile.c(h)`
+ `文件系统抽象层`完成两个方面的工作,一方面为上一层的通用访问接口提供服务,另一方面需要定义和下一层交互的接口。`VFS`层又可以划分为若干个子层,包括处于上层的`file`层,以及处于下层的`inode`层和`fs`层。
- `file`是面向进程的对磁盘数据块的一种抽象,`file层`主要是提供文件相关的系统调用的实际处理函数,如`file_open``file_read`等,另一方面还需要对进程的`打开文件表`进行管理。`file`层对应的文件有`fs/file.c(h)`
- `fs`层是对文件系统的抽象,它提供一般的(抽象的)文件系统本身应该完成的一些功能,比如打开文件或者创建文件与目录这种。需要注意的是,文件的读与写是`inode`层提供的功能。`fs`层对应的文件有`vfs/vfs.c(h)`以及`vfsdec.c``vfsfile.c``vfslookup.c``vfspath.c`
- `inode`是对文件的一种低层次抽象,和`file`不同,`inode`主要关心的问题是面向底层的操作,如屏蔽不同文件系统之间的细节,而为`file`层提供统一的调用接口。为此,`inode`层以`抽象类`的形式,定义了具体文件系统需要实现的一般操作接口`struct inode_ops``inode`层对应的文件有`inode.c(h)`
+ `SFS`层是`ucore`实现的一个具体的文件系统。一方面它需要为`文件系统抽象层`提供服务,即实现`inode`定义的若干抽象操作接口;另一方面则调用底层的设备提供的功能。在`SFS`层中,对文件和目录进行了区分,分别实现了两套不同的抽象接口,即`sfs_node_dirops``sfs_node_fileops``SFS`层对应的文件包括`fs/sfs`文件夹里面的全部文件。
+ `I/O设备接口层`实际上又可以划分为`抽象设备接口``具体设备`两个层次,前者屏蔽了不同设备之间的细节,为上层的文件系统提供统一的接口,后者则关注具体设备,如`disk``stdin``stdout`,读写等功能的具体实现。该层次对应的文件有`dev.c(h)`以及`dev_disk0.c`等具体设备文件。
在实际的运行过程当中,如用户程序请求读某一个文件,则首先调用用户库中读文件相关的函数,在`ucore`中是`user/file.c::read`,通过层层调用关系,该函数最终通过系统调用进入内核,调用了`sysfile_read`函数。
`sysfile_read`函数调用`vfs`层中`file.c(h)`提供的接口`file_read`来完成实质性的工作。而`file_read`则是调用`inode`层次中的`vop_read`函数进一步将工作向下传递。
`vop_read`调用某个具体文件系统实现的读文件的操作,这里是`sfs_read`函数,随后`sfs_read`调用与`设备接口层`之间的接口`sfs_rblock``sfs_rbuf`函数,将工作传递给实现该文件系统的设备层。
`抽象设备接口层`调用`dop_io`来完成对抽象设备的读操作,该函数调用底层的具体设备,如`disk`,实现的磁盘读写函数,最终完成了对磁盘某几个区块的读操作。
## `file_open`
`file_open`的调用路线