對ROMFS文件系統的分析和改進

3.ROMFS的主要數據結構

ROMFS的數據結構比較簡單，主要有文件系統結構和文件結構兩種數據結構。

ROMFS的文件系統結構如下：

struct romfs_super_block {

__u32 word0;

__u32 word1;

__u32 size;

__u32 checksum;

char name[0]; /* volume name */

};

該結構用于識別整個ROMFS文件系統，大小為512字節，word0初始值為'-','r','o','m'，word1初始值為 '-','1','f','s'，通過這兩個字操作系統確定這是一個ROMFS文件系統。size字段用于記錄整個文件系統的大小，理論上ROMFS大小最多可以達到4G。checksum是前512字節的校驗和，用于確認整個文件系統結構數據的正確性。前面4個字段占用了16字節，剩下的都可以用作文件系統的卷名，如果整個首部不足512字節便用0填充，以保證首部符合16字節對齊的規則。

ROMFS的文件結構如下：

struct romfs_inode {

__u32 next; /* low 4 bits see ROMFH_ */

__u32 spec;

__u32 size;

__u32 checksum;

char name[0];

};

next 字段是下一個文件的偏移地址，該地址的后4位是保留的，用于記錄文件模式信息，其中前兩位為文件類型，后兩位則標識該文件是否為可執行文件。因此 ROMFS用于文件尋址的字段實際上只有28bit，所以ROMFS中文件大小不能超過256M。spec字段用于標識該文件類型。目前ROMFS支持的文件類型包括普通文件，目錄文件，符號鏈接，塊設備和字符設備文件。size是文件大小，checksum是校驗和，校驗內容包括文件名，填充字段。 name是文件名首地址，文件名長度必須保證16字節對齊，不足的部分用可以0填充。

4.ROMFS的實現

在Linux系統中定義一個文件系統首先要定義相應的file_system_type以及讀取超級塊的函數。具體到ROMFS本身，這兩個對象分別是romfs_fs_type和romfs_read_super，通過宏DECLARE_FSTYPE_DEV來實現對romfs_fs_type的定義以及初始化工作。此外還需要實現對目錄，文件的讀寫操作。

在Linux對ROMFS的實現中，比較重要的數據結構如下：

//超級塊操作表

static struct super_operations romfs_ops = {

read_inode: romfs_read_inode,

statfs: romfs_statfs,};

//頁操作表

static struct address_space_operations romfs_aops = {

readpage: romfs_readpage};

//常規文件操作表

static struct file_operations romfs_dir_operations = {

read: generic_read_dir,

readdir: romfs_readdir,};

//索引節點操作表

static struct inode_operations romfs_dir_inode_operations = {

lookup: romfs_lookup,};