基于Flash存儲器的嵌入式文件系統設計
加入技術交流群
內存中的文件節點不包含文件真正的數據，而使用指針。文件被打開時，在內存中創建一塊新存儲區域存放數據，數據指針便指向此存儲區，未被打開時，此指針指向空。 對于每個目錄有1 個目錄層數，表示此目錄的深度，如根目錄的目錄層數為0 ，根目錄的下一級目錄則為1 ，依此類推。 存儲地址保存文件或目錄在Flash 中的地址。文件和目錄都被存在上一級目錄下，所屬目錄指針即指向上一級目錄在內存中的數據結構，根目錄的所屬目錄指針即為空。對于同目錄下的不同節點，在內存中使用鏈表將其串聯，同目錄文件指針即聯成鏈表。 鏈表的首指針保存在上一級目錄中，首目錄項指針即指向鏈表的首項。為提高塊擦寫的效率，存儲在同一個可擦寫塊中的各個節點在內存中也建立一個鏈表，塊隊列指針即用于連成此鏈表。為標識被修改的節點，利用一個未保存隊列，未保存隊列指針即用來建立此隊列。
該文件系統載入(mount ) 時，首先順序掃描Flash 中的每個索引節點，查找出最大的索引節點更新號，此更新號對應的索引節點即為最新的索引節點。查找到最新索引節點后，將簇狀態表等信息映射到內存的數據結構中。依據索引節點中的根目錄信息，遍歷所有節點，建立內存中的目錄文件結構，并將節點添加到對應的擦寫塊隊列中。 對一個文件編輯并保存的過程見圖6。
文件打開時，先在內存中分配一塊空間作為數據區，將內容寫入，并定位文件節點的數據指針指向該內存中的數據區。如果文件內容被修改，就將文件節點添加到未存盤隊列，依次寫入Flash 存儲器中，并修改簇狀態表。 保存時將內存中數據區內容寫入Flash 中，釋放申請的內存空間，修改節點中的數據指針和簇狀態表，再將文件的所有上級目錄重新寫入Flash ，最后將更新后的索引節點內容寫入Flash。如果文件未被修改，則只需修改數據指針即可。
節點加入未存盤隊列的順序按照目錄層數的大小排列，文件節點排在隊列首，目錄層數最大的排在其后，目錄層數為1 的排在隊列末尾，根目錄不加入未存盤隊列。
嵌入式文件系統特殊處理機制
均衡擦寫機制
為了避免任意一個可擦除塊因擦寫次數過多而過早報廢，文件系統對Flash擦寫時采用了均衡擦寫機制。 考慮到系統的精簡性，擦寫在整片Flash 的各塊中依次進行，一塊擦寫完后，下一個被擦寫的塊即為后一個塊，在系統的索引節點中保存了下一個要擦除的塊號。當文件系統中的剩余空間減少到設定值時，系統會擦除此塊，以回收臟簇占用的空間。對應每個可擦寫塊都有一個節點隊列，此塊中包含的節點都加入其中。塊擦除的流程見圖7。
linux操作系統文章專題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
評論