【0】README

0.1） source code are from orange’s implemention of a os , and for complete code , please visit https://github.com/pacosonTang/Orange-s-OS/tree/master/fs_create_file_p366 ；
0.2）本文總結的內容是干貨， 而且 創建文件所涉及的代碼調用太復雜，整理了出來，生怕它含在嘴里化了，所以發表上來；
0.3） 本創建文件的代碼or steps 僅僅針對 orange‘s diy 的文件系統，如何建立diy的文件系統， refering to http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/48919489

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【1】引入文件描述符（file descriptor）

1）每當一個進程打開一個文件——無論是打開一個已存在 的還是創建一個新的，該進程的進程表的filp 數組中就會分配一個位置， 用于存放 打開文件的fd指針；
2）文件描述符fd 的真正含義：它其實是一個數組的下標，循著這個下標，系統可以找到用以描述文件的inode 數據結構；

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【2】 open（）函數——創建一個文件

2.1）我們先看看創建文件的代碼大致調用流程：

2.2） 創建文件的主要過程，其中最核心的函數是 do_open（）函數調用的 create_file() 函數，我們看一下它們的調用過程；

函數性能Analysis）

• A0）int do_open（）：打開一個文件，返回文件描述符，文件名由 用戶進程（如TestA）通過消息傳遞過來；
• A1）int search_file（char *path）：查找該路徑path 所標識的文件，并返回其對應的inode編號；
• A2）struct inode * create_file(char * path, int flags)：轉換帶路徑的文件名path 為純文件名，并以純文件名創建文件，并返回該文件的inode 指針（數據結構）；
  
  • A2.1）int strip_path(char * filename, const char * pathname, struct inode ppinode)：**返回帶路徑的文件名pathname 對應的純文件名filename， 以及該文件所在文件夾的inode編號；
  • A2.2）int alloc_imap_bit(int dev)：在dev標識分區的inode-map 中為 即將被分配的inode 置為使用中（bit位=1）， 返回該inode 編號；
  • A2.3）int alloc_smap_bit(int dev, int nr_sects_to_alloc)：在dev標識分區的sector-map 中為 即將被分配的sector 置為使用中（bit位=1），返回該sector編號；
  • A2.4）struct inode * new_inode(int dev, int inode_nr, int start_sect)：在dev標識分區中找到編號為inode_nr 的inode數據結構，并吧start_sect 寫入該inode數據結構中， 最后返回找出的inode數據結構 （指針）；（因為，每個分區都有一個文件系統，他們所有的扇區都是以各自分區的第一個扇區為起始扇區，都是從0開始起算，故需要傳入dev設備號以示選中具體的分區）
    
    • A2.4.1）struct inode * get_inode(int dev, int num)：參見 A4）；
    • A2.4.2）void sync_inode(struct inode * p)：一旦內存中的inode 數據結構發生改變， 則立即寫入磁盤（同步更新到磁盤）。這一項工作就是通過 sync_inode() 將inode 數據結構 p 寫入 硬盤的相應扇區來實現的；
  • A2.5）void new_dir_entry(struct inode *dir_inode,int inode_nr,char *filename)：創建以inode_nr、filename 為根目錄文件項的inode數據結構、文件名稱， 最后還要把 根目錄inode的數據結構 dir_inode 同步更新到硬盤上；
• A3）int strip_path(char * filename, const char * pathname, struct inode ppinode)：**返回帶路徑的文件名pathname 對應的純文件名filename， 以及該文件所在文件夾的inode編號；
• A4）struct inode * get_inode(int dev, int num)：從設備號dev 所標識的硬盤分區中，查找出編號為num 的inode數據結構（指針）；

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【3】向 init_fs（）添加新內容

函數性能Analysis）：

• A0）init_fs（）：初始化文件系統；
• A1）void read_super_block(int dev)：將dev標識的硬盤分區中的超級塊讀入內存緩沖區fsbuf ， 然后再copy到 super_block 數組；
• A2）struct super_block * get_super_block(int dev)：返回dev標識的硬盤分區中的超級塊指針（數據結構）；

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【4】還有兩個讀寫數據的宏（WR_SECT + RD_SECT），你可能需要了解：

Analysis）：

• A1）WR_SECT(ROOT_DEV, sb.n_1st_sect) ：調用 WR_SECT宏，傳入參數并接著調用 rw_sector(int io_type, int dev, u64 pos, int bytes, int proc_nr,
  void* buf) 后，該宏表達的意思是（是文件系統進程 fs 向 驅動程序hd 發送消息，消息類型是讀取扇區內容到 內容緩沖區fsbuf 中）：從硬盤or驅動器（ROOT_DEV的主設備號對應的驅動器） 的 分區中（ROOT_DEV的次設備號對應的分區）的第 sb.n_1st_sect扇區中讀取 SECTOR_SIZE (==一個扇區的字節大小)字節到 內存緩沖區fsbuf中；
• A2）#define MAJOR(x) ((x >> MAJOR_SHIFT) & 0xFF) 和 #define MINOR(x) (x & 0xFF) ： 分別表示計算 x 的主設備號 和 次設備號， 前者選擇驅動程序（如選擇硬盤驅動還是軟盤驅動）， 后者表示選擇某個硬盤（軟盤）的分區；

Conclusion）：

• C1） 你可以看到，創建一個文件， 首先是用戶進程如Test_A 發送消息DEV_OPEN， 交給進程調度程序send_recv 處理； 然后進程調度程序調用 文件系統進程task_fs； 然后文件系統進程task_fs在讀寫硬盤數據的時候，該讀寫工作 是 文件系統進程task_fs 通過進程調度程序send_recv 調用 硬盤驅動程序task_hd 來實現的；然后 硬盤驅動程序task_hd 讀寫完數據后，返回相應消息， 以表示工作完成；（讀寫文件類似）
• C2） 從上述創建文件的過程敘述可知， 該過程涉及到 進程間通信IPC， 進程調度；

總結

以上是生活随笔為你收集整理的在diy的文件系统上创建文件的流程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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