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《基于flash存儲器的嵌入式文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于FLASH存儲器的嵌入式文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
2、第1摘要：基于FLASH存儲器的嵌入式文件系統(tǒng)要求：實現(xiàn)數(shù)據(jù)可維護性；提高數(shù)據(jù)安全性；針對FLASH的特性進行合理的優(yōu)化。我們以嵌入式操作系統(tǒng)ASIXOS中的文件系統(tǒng)為實例，從存儲空間管理，文件實現(xiàn)，目錄實現(xiàn)，多任務(wù)的實現(xiàn)四個方面描述文件系統(tǒng)基本功能的設(shè)計，接著提出了針對FLASH作為存儲介質(zhì)的嵌入式文件系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。關(guān)鍵詞：嵌入式；操作系統(tǒng)；文件系統(tǒng)FLASH；設(shè)計；實現(xiàn) 在嵌入式手持移動終端中，應(yīng)用程序需要存儲和檢索大量的用戶信息，這些信息在應(yīng)用程序退出時應(yīng)該被記錄保存下來，同時這
3、些信息要能被多個應(yīng)用程序并發(fā)使用，比如本中的數(shù)據(jù)要能夠被，短消息，名片等多個應(yīng)用程序共享。為達到以上要求，就引出了文件的概念，把這些用戶信息以文件的形式存儲在外部介質(zhì)上，獨立于任何應(yīng)用程序?！ ∧壳巴ㄓ糜嬎銠C上已經(jīng)有很多成熟的文件系統(tǒng)，如DOS下的FAT文件系統(tǒng)、中的FILE－S結(jié)構(gòu)體的數(shù)組，用來保存已打開的文件信息，數(shù)組的大小就是當(dāng)前文件系統(tǒng)中支持同時打開文件的最大數(shù)目。在實際系統(tǒng)中我們用宏定義了數(shù)組的大小，便于今后修改。FILE層模塊負責(zé)所有文件I／O的打開和終止，維護設(shè)備的輸入輸出，調(diào)度，修改文件當(dāng)前狀態(tài)等工作?！ CB層模塊處理
4、主存與輔存系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，提供一整套文件的FCB在FLASH和RAM之間的映射關(guān)系。所謂FCB就是filecontrolblock的縮寫?！ lock層模塊完成在輔存中動態(tài)的申請和釋放Block塊的工作，同時維護BlockBitmap表。這張表記錄了當(dāng)前Block塊使用和空閑狀態(tài)?！ ／O緩沖層模塊直接調(diào)用驅(qū)動的讀寫函數(shù)，完成FLASH和RAM中數(shù)據(jù)的交互。為了增強FLASH文件系統(tǒng)在不同F(xiàn)LASH存儲器上的移植能力，設(shè)計時把它獨立出來。2 文件系統(tǒng)基本功能的實現(xiàn) 從基本功能的角度來說，文件系統(tǒng)首先要能夠?qū)崿F(xiàn)存儲空間管理，文
5、件管理，目錄管理以及多任務(wù)的支持。以下就是ASIXOS中文件系統(tǒng)幾種功能的實現(xiàn)方式。① 存儲空間管理 同大多數(shù)文件系統(tǒng)一樣，我們把文件劃分為固定大小的塊（Block）來存儲，各個塊之間不必相鄰。塊大小是設(shè)計時要考慮的重要因素。塊越小，每個塊內(nèi)碎片造成的空間的浪費就越小，F(xiàn)LASH存儲信息的效率就越高。但是時間和空間永遠是一對矛盾體，隨著塊變小，讀取文件的時間也會增加?？紤]到嵌入式系統(tǒng)中文件的大小不會太大，初步確定每個塊的大小在64～2048byte之間。在I／O緩沖模塊完成構(gòu)建后，通過進行效率方面的模擬測試，考慮到時空效率上的折中，我們
6、用宏定義塊的大小是512byte。這樣我們就達到了前面提到的從系統(tǒng)角度根據(jù)數(shù)據(jù)吞吐量，從用戶角度根據(jù)相應(yīng)時間，優(yōu)化性能的目的?！ ∫坏┐_定了塊大小，文件系統(tǒng)還需要能夠記錄塊的使用情況，以便在出現(xiàn)新文件和現(xiàn)有文件增長時知道可以使用哪些塊。在這里我們使用了向量位表，每一位上用1表示空閑，用0表示使用。這樣對于每次擦寫64kb，每個塊大小512byte的FLASH來說，只需要128bit，即16byte就可以清楚記錄當(dāng)前所有塊的使用情況。② 文件管理 實現(xiàn)文件管理，最重要的一個問題是如何記錄具體的文件使用到哪些塊，以及這些塊之間的順序。以往的
7、文件系統(tǒng)多采用：連續(xù)分配，鏈接表分配，使用索引的鏈接表分配，i節(jié)點等方式來解決。例如，MSDOS中是使用索引的鏈接表分配，UNIX中是i節(jié)點?！ ♂槍η度胧较到y(tǒng)的特點，我們汲取了UNIX中i節(jié)點的設(shè)計思想，并簡化它，設(shè)計了主（輔）文件控制塊的分配方式，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。它不但清楚的記錄了文件數(shù)據(jù)塊的地址及其之間的順序，同時可以方便的進行文件控制塊之間的索引。500)this.style.ouseg(this)"> 采用以上的結(jié)構(gòu)，對于尺寸超出主文件控制塊記錄范圍的文件，可以很方便的進行管理，如圖3所示。500)this.style.o
8、useg(this)">③ 目錄管理 對文件操作前，系統(tǒng)首先要利用用戶給出的路徑找到相應(yīng)的目錄，在目錄中查找文件的信息。有關(guān)目錄的實現(xiàn)，我們也借鑒了文件的實現(xiàn)思想。文件系統(tǒng)中的每個目錄控制塊占512byte，存放目錄控制信息以及目錄子項的標識信息。目錄控制信息借用了主文件控制塊結(jié)構(gòu)描述，目錄子項的標識信息就是下一級子目錄和文件的信息。具體結(jié)構(gòu)如圖4、圖5所示。500)this.style.ouseg(this)"> 從上面的描述，可以很清楚的看出已經(jīng)實現(xiàn)了目錄樹的結(jié)構(gòu)。500)this.style.ouseg(this)">④ 多任務(wù)
9、的實現(xiàn) 在每一個任務(wù)控制塊中加上T－FSCB結(jié)構(gòu)體，對每個任務(wù)所能打開的文件個數(shù)作出限制。這樣在創(chuàng)建任務(wù)的時候，對T－FSCB結(jié)構(gòu)體進行初始化，全部為0。在結(jié)構(gòu)體T－FSCB中定義了T－FS
