近日有人求助，要寫一個UNIX檔案系統作為暑假作業。這種事情基本是學作業系統的必須要做的或者是做過的，畢竟檔案系統是作業系統課程的一個重要組成部分。要實作這個UNIX檔案系統，很多人就紮進了UNIX V6的的系統源碼，以及《萊昂氏UNIX源代碼分析》和《返璞歸真:UNIX技術内幕》這兩本書，很多人出來了，很多人在裡面迷失了...最終忘了自己隻是要實作一個UNIX檔案系統而已。
為何會迷失，因為代碼不是自己寫的，而且年代久遠，程式設計理念不同了，作者為何那樣寫不一定就能了解，實際上對于任何别人寫的代碼，總是會有一些不易了解的地方，當然，如果作者水準超級高，那麼代碼也就相對容易了解。是以，寫代碼永遠比讀代碼要容易！既然是要寫一個檔案系統，為何要用現成的UNIX V6代碼呢？如果了解了UNIX檔案的布局和結構，自己從零開始不參考任何現有的代碼做一個也不是什麼難事，最根本的是UNIX檔案系統本身，至于說代碼，僅僅是一個實作與使用者操作的一個接口而已。如果代碼是自己一點一點寫的，那麼你肯定能徹底明白每一行的每一個語句的精确含義，至于為何這麼寫，你當然及其明了！
本文留下我倉促間幾個小時寫的一個類UNIX檔案系統的代碼，不是讓别人看的，是為了自己留檔，因為本文已經說了，看别人的代嗎隻能學習經驗，不能了解本質，更何況，你看的還得是超級一流的代碼，而我寫的，則是超級垃圾的代碼。我隻想說，了解問題的本質要比代碼重要得多，代碼，碼，并不是很多人想象中的那般重要！本文的實作基于Linux系統，即在Linux系統上編寫一個使用者态程式，實作UNIX檔案的IO接口以及操作。
我一向堅持的原則，那就是任何東西的根本性的，本質上的原理以及背後的思想都是及其簡單的，所謂的複雜性都是優化與政策化的擴充帶來的，正如TCP一樣，UNIX的檔案系統也不例外！我們必須知道，什麼是最根本的，什麼是次要的。對于UNIX檔案系統，最根本的就是其布局以及其系統調用接口，一個處在最低層，一個在最上層開放給使用者，如下所示：
系統調用接口：open，write，read，close...
檔案系統布局：引導快，超級塊，inode區表，資料塊區
所有的在二者中間的部分都是次要的，也就是說那些東西不要也行，比如高速緩沖，高速緩存，VFS層，塊層...是以在我的實作代碼中，并沒有這些東西，我所做到的，僅僅是UNIX檔案系統所要求必須做到的最小集，那就是：
面對一個按照UNIX檔案系統标準布局的“塊裝置”，可以使用open，read，write等接口進行IO操作。
在實作中，我用一個标準的Linux大檔案來模拟磁盤塊，這樣塊的操作基本都映射到了Linux标準的write，read等系統調用了。
首先定義必要的結構體：
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<code>//超級塊結構</code>
<code>struct</code> <code>filesys {</code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_size; </code><code>//總大小 </code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_itsize; </code><code>//inode表大小 </code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_freeinodesize; </code><code>//空閑i節點的數量 </code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_nextfreeinode; </code><code>//下一個空閑i節點</code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_freeinode[NUM]; </code><code>//空閑i節點數組</code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_freeblocksize; </code><code>//空閑塊的數量 </code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_nextfreeblock; </code><code>//下一個空閑塊</code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_freeblock[NUM]; </code><code>//空閑塊數組</code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>int</code> <code>s_pad[]; </code><code>//填充到512位元組 </code>
<code>};</code>
<code>//磁盤inode結構</code>
<code>struct</code> <code>finode {</code>
<code> </code><code>int</code> <code>fi_mode; </code><code>//類型：檔案/目錄</code>
<code> </code><code>int</code> <code>fi_uid_unused; </code><code>//uid，由于和程序無關聯，僅僅是模拟一個FS，未使用，下同</code>
<code> </code><code>int</code> <code>fi_gid_unused;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>fi_nlink; </code><code>//連結數，當連結數為0，意味着被删除</code>
<code> </code><code>long</code> <code>int</code> <code>fi_size; </code><code>//檔案大小</code>
<code> </code><code>long</code> <code>int</code> <code>fi_addr[BNUM]; </code><code>//檔案塊一級指針，并未實作多級指針</code>
<code> </code><code>time_t</code> <code>fi_atime_unused; </code><code>//未實作</code>
<code> </code><code>time_t</code> <code>fi_mtime_unused;</code>
<code>//記憶體inode結構</code>
<code>struct</code> <code>inode {</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>finode i_finode;</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *i_parent; </code><code>//所屬的目錄i節點</code>
<code> </code><code>int</code> <code>i_ino; </code><code>//i節點号</code>
<code> </code><code>int</code> <code>i_users; </code><code>//引用計數</code>
<code>//目錄項結構(非Linux核心的目錄項)</code>
<code>struct</code> <code>direct</code>
<code>{</code>
<code> </code><code>char</code> <code>d_name[MAXLEN]; </code><code>//檔案或者目錄的名字</code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>short</code> <code>d_ino; </code><code>//檔案或者目錄的i節點号</code>
<code>//目錄結構</code>
<code>struct</code> <code>dir</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>direct direct[DIRNUM]; </code><code>//包含的目錄項數組</code>
<code> </code><code>unsigned </code><code>short</code> <code>size; </code><code>//包含的目錄項大小 </code>
<code>//抽象的檔案結構</code>
<code>struct</code> <code>file {</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *f_inode; </code><code>//檔案的i節點</code>
<code> </code><code>int</code> <code>f_curpos; </code><code>//檔案的目前讀寫指針</code>
之是以叫做類UNIX檔案系統，是因為我并沒有去精确确認當時的UNIX檔案系統的超級塊以及inode表的結構，隻是大緻的模仿其布局，比如超級塊中字段，以及字段的順序可能和标準的UNIX檔案系統并不完全一緻。但是不管怎麼說，當時的UNIX檔案系統基本就是這個一個樣子。另外，可以看到file結構體内容及其少，因為本質上，我隻是想表示“一個inode節點相對于一個讀寫者來說，就是一個file”，僅此而已。接下來就是具體的實作了，我的方式是自下而上的，這樣做的好處在于便于今後的擴充。那麼首先要完成的就是i節點的配置設定和釋放了，我的實作中，是将檔案i節點映射到了記憶體i節點，這樣或許違背了我的初衷，我不是說過不要那麼多“額外”的東西來擾亂視聽的嗎？是的，然而比起那些所謂的額外的優化，我更不喜歡頻繁的調用read和write。反正，隻要自己能控制住局面即可。
在實作中，還有一個大事就是記憶體的配置設定與釋放，這些也不是本質的，記住，要實作的僅僅是一個UNIX檔案系統，其它的能繞開則繞開！顯然malloc，free等也是我們要繞開的，于是我基本都使用預配置設定空間的東西-全局數組。以下是全局變量：
<code>//記憶體i節點數組，NUM為該檔案系統容納的檔案數</code>
<code>struct</code> <code>inode g_usedinode[NUM];</code>
<code>//ROOT的記憶體i節點</code>
<code>struct</code> <code>inode *g_root;</code>
<code>//已經打開檔案的數組</code>
<code>struct</code> <code>file* g_opened[OPENNUM];</code>
<code>//超級塊</code>
<code>struct</code> <code>filesys *g_super;</code>
<code>//模拟二級檔案系統的Linux大檔案的檔案描述符</code>
<code>int</code> <code>g_fake_disk = -1;</code>
在給出實作代碼之前，要說明的是，在删除檔案的時候，我并沒有實作檔案塊區以及i節點的清除操作，衆所周知，那樣很耗時，和很多實作一樣，我隻是記錄了一些資訊，表示這個檔案塊或者inode字段是可以随時覆寫的。
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<code>//同步i節點，将其寫入“磁盤”</code>
<code>void</code> <code>syncinode(</code><code>struct</code> <code>inode *inode)</code>
<code> </code><code>int</code> <code>ino = -1, ipos = -1;</code>
<code> </code><code>ino = inode->i_ino;</code>
<code> </code><code>//ipos為inode節點表在檔案系統塊中的偏移</code>
<code> </code><code>ipos = IBPOS + ino*</code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>finode);</code>
<code> </code><code>//從模拟塊的指定偏移位置讀取inode資訊</code>
<code> </code><code>lseek(g_fake_disk, ipos, SEEK_SET);</code>
<code> </code><code>write(g_fake_disk, (</code><code>void</code> <code>*)&inode->i_finode, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>finode));</code>
<code>}</code>
<code>//同步超級塊資訊</code>
<code>int</code> <code>syncsuper(</code><code>struct</code> <code>filesys *super)</code>
<code> </code><code>int</code> <code>pos = -1, size = -1;</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>dir dir = {0};</code>
<code> </code><code>pos = BOOTBSIZE;</code>
<code> </code><code>size = SUPERBSIZE;</code>
<code> </code><code>lseek(g_fake_disk, pos, SEEK_SET);</code>
<code> </code><code>write(g_fake_disk, (</code><code>void</code> <code>*)super, size);</code>
<code> </code><code>syncinode(g_root);</code>
<code> </code><code>breadwrite(g_root->i_finode.fi_addr[0], (</code><code>char</code> <code>*)&dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 1);</code>
<code> </code><code>breadwrite(g_root->i_finode.fi_addr[0], (</code><code>char</code> <code>*)&dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 0);</code>
<code>//關鍵的将路徑名轉換為i節點的函數，暫不支援相對路徑</code>
<code>struct</code> <code>inode *namei(</code><code>char</code> <code>*filepath, </code><code>char</code> <code>flag, </code><code>int</code> <code>*match, </code><code>char</code> <code>*ret_name)</code>
<code> </code><code>int</code> <code>in = 0;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>repeat = 0;</code>
<code> </code><code>char</code> <code>*name = NULL;</code>
<code> </code><code>char</code> <code>*path = </code><code>calloc</code><code>(1, MAXLEN*10);</code>
<code> </code><code>char</code> <code>*back = path;</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *root = iget(0);</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *parent = root;</code>
<code> </code><code>strncpy</code><code>(path, filepath, MAXLEN*10);</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(path[0] != </code><code>'/'</code><code>)</code>
<code> </code><code>return</code> <code>NULL;</code>
<code> </code><code>breadwrite(root->i_finode.fi_addr[0], &dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 1);</code>
<code> </code><code>while</code><code>((name=</code><code>strtok</code><code>(path, </code><code>"/"</code><code>)) != NULL) {</code>
<code> </code><code>int</code> <code>i = 0;</code>
<code> </code><code>repeat = 0;</code>
<code> </code><code>*match = 0;</code>
<code> </code><code>path = NULL;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(ret_name) {</code>
<code> </code><code>strcpy</code><code>(ret_name, name);</code>
<code> </code><code>}</code>
<code> </code><code>for</code> <code>(; i<dir.size; i++) {</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(!</code><code>strncmp</code><code>(name, dir.direct[i].d_name, </code><code>strlen</code><code>(name))) {</code>
<code> </code><code>parent = root;</code>
<code> </code><code>iput(root);</code>
<code> </code><code>root = iget(dir.direct[i].d_ino);</code>
<code> </code><code>root->i_parent = parent;</code>
<code> </code><code>*match = 1;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(root->i_finode.fi_mode == MODE_DIR) {</code>
<code> </code><code>memset</code><code>(&dir, 0, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir));</code>
<code> </code><code>breadwrite(root->i_finode.fi_addr[0], &dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 1);</code>
<code> </code><code>} </code><code>else</code> <code>{</code>
<code> </code><code>free</code><code>(back);</code>
<code> </code><code>return</code> <code>root;</code>
<code> </code><code>}</code>
<code> </code><code>repeat = 1;</code>
<code> </code><code>}</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(repeat == 0) {</code>
<code> </code><code>break</code><code>;</code>
<code> </code><code>}</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(*match != 1) {</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(*match == 0) {</code>
<code> </code><code>free</code><code>(back);</code>
<code> </code><code>return</code> <code>root;</code>
<code>//通過i節點号擷取記憶體i節點的函數</code>
<code>struct</code> <code>inode *iget(</code><code>int</code> <code>ino)</code>
<code> </code><code>int</code> <code>ibpos = 0;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>ipos = 0;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>ret = 0;</code>
<code> </code><code>//傾向于直接從記憶體i節點擷取</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_usedinode[ino].i_users) {</code>
<code> </code><code>g_usedinode[ino].i_users ++;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>&g_usedinode[ino];</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_fake_disk < 0) {</code>
<code> </code><code>//實在不行則從模拟磁盤塊讀入</code>
<code> </code><code>ret = read(g_fake_disk, &g_usedinode[ino], </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>finode));</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(ret == -1) {</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_super->s_freeinode[ino] == 0) {</code>
<code> </code><code>//如果是一個已經被删除的檔案或者從未被配置設定過的i節點，則初始化其link值以及size值</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_usedinode[ino].i_finode.fi_nlink == 0) {</code>
<code> </code><code>g_usedinode[ino].i_finode.fi_nlink ++;</code>
<code> </code><code>g_usedinode[ino].i_finode.fi_size = 0;</code>
<code> </code><code>syncinode(&g_usedinode[ino]);</code>
<code> </code><code>g_usedinode[ino].i_users ++;</code>
<code> </code><code>g_usedinode[ino].i_ino = ino;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>&g_usedinode[ino];</code>
<code>//釋放一個占有的記憶體i節點</code>
<code>void</code> <code>iput(</code><code>struct</code> <code>inode *ip)</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(ip->i_users > 0)</code>
<code> </code><code>ip->i_users --;</code>
<code>//配置設定一個未使用的i節點。注意，我并沒有使用超級塊的s_freeinodesize字段，</code>
<code>//因為還會有一個更好更快的配置設定算法</code>
<code>struct</code> <code>inode* ialloc()</code>
<code> </code><code>int</code> <code>ino = -1, nowpos = -1;</code>
<code> </code><code>ino = g_super->s_nextfreeinode;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(ino == -1) {</code>
<code> </code><code>nowpos = ino + 1;</code>
<code> </code><code>g_super->s_nextfreeinode = -1;</code>
<code> </code><code>//尋找下一個空閑i節點，正如上述，這個算法并不好</code>
<code> </code><code>for</code> <code>(; nowpos < NUM; nowpos++) {</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_super->s_freeinode[nowpos] == 0) {</code>
<code> </code><code>g_super->s_nextfreeinode = nowpos;</code>
<code> </code><code>g_super->s_freeinode[ino] = 1;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>iget(ino);</code>
<code>//試圖删除一個檔案i節點</code>
<code>int</code> <code>itrunc(</code><code>struct</code> <code>inode *ip)</code>
<code> </code><code>iput(ip);</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(ip->i_users == 0 && g_super) {</code>
<code> </code><code>syncinode(ip);</code>
<code> </code><code>g_super->s_freeinode[ip->i_ino] = 0;</code>
<code> </code><code>g_super->s_nextfreeinode = ip->i_ino;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>0;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>ERR_BUSY;</code>
<code>//配置設定一個未使用的磁盤塊</code>
<code>int</code> <code>balloc()</code>
<code> </code><code>int</code> <code>bno = -1, nowpos = -1;</code>
<code> </code><code>bno = g_super->s_nextfreeblock;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(bno == -1) {</code>
<code> </code><code>return</code> <code>bno;</code>
<code> </code><code>nowpos = bno + 1;</code>
<code> </code><code>g_super->s_nextfreeblock = -1;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_super->s_freeblock[nowpos] == 0) {</code>
<code> </code><code>g_super->s_nextfreeblock = nowpos;</code>
<code> </code><code>g_super->s_freeblock[bno] = 1;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>bno;</code>
<code>//讀寫操作</code>
<code>int</code> <code>breadwrite(</code><code>int</code> <code>bno, </code><code>char</code> <code>*buf, </code><code>int</code> <code>size, </code><code>int</code> <code>offset, </code><code>int</code> <code>type)</code>
<code> </code><code>int</code> <code>pos = BOOTBSIZE+SUPERBSIZE+g_super->s_itsize + bno*BSIZE;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>rs = -1;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(offset + size > BSIZE) {</code>
<code> </code><code>return</code> <code>ERR_EXCEED;</code>
<code> </code><code>lseek(g_fake_disk, pos + offset, SEEK_SET);</code>
<code> </code><code>rs = type ? read(g_fake_disk, buf, size):write(g_fake_disk, buf, size);</code>
<code> </code><code>return</code> <code>rs;</code>
<code>//IO讀接口</code>
<code>int</code> <code>mfread(</code><code>int</code> <code>fd, </code><code>char</code> <code>*buf, </code><code>int</code> <code>length)</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>file *fs = g_opened[fd];</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *inode = fs->f_inode;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>baddr = fs->f_curpos;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>bondary = baddr%BSIZE;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>max_block = (baddr+length)/BSIZE;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>size = 0;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>i = inode->i_finode.fi_addr[baddr/BSIZE+1];</code>
<code> </code><code>for</code> <code>(; i < max_block+1; i ++,bondary = size%BSIZE) {</code>
<code> </code><code>size += breadwrite(inode->i_finode.fi_addr[i], buf+size, (length-size)%BSIZE, bondary, 1);</code>
<code> </code><code>return</code> <code>size;</code>
<code>//IO寫接口</code>
<code>int</code> <code>mfwrite(</code><code>int</code> <code>fd, </code><code>char</code> <code>*buf, </code><code>int</code> <code>length)</code>
<code> </code><code>int</code> <code>curr_blocks = inode->i_finode.fi_size/BSIZE;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>sync = 0;</code>
<code> </code><code>//如果第一次寫，先配置設定一個塊</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(inode->i_finode.fi_size == 0) {</code>
<code> </code><code>int</code> <code>nbno = balloc();</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(nbno == -1) {</code>
<code> </code><code>return</code> <code>-1;</code>
<code> </code><code>inode->i_finode.fi_addr[0] = nbno;</code>
<code> </code><code>sync = 1;</code>
<code> </code><code>//如果必須擴充，則再配置設定塊，可以和上面的合并優化</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(max_block > curr_blocks) {</code>
<code> </code><code>int</code> <code>j = curr_blocks + 1;</code>
<code> </code><code>for</code> <code>(; j < max_block; j++) {</code>
<code> </code><code>int</code> <code>nbno = balloc();</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(nbno == -1) {</code>
<code> </code><code>return</code> <code>-1;</code>
<code> </code><code>}</code>
<code> </code><code>inode->i_finode.fi_addr[j] = nbno;</code>
<code> </code><code>size += breadwrite(inode->i_finode.fi_addr[i], buf+size, (length-size)%BSIZE, bondary, 0);</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(size) {</code>
<code> </code><code>inode->i_finode.fi_size += size;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(sync) {</code>
<code> </code><code>syncinode(inode);</code>
<code>//IO的seek接口</code>
<code>int</code> <code>mflseek(</code><code>int</code> <code>fd, </code><code>int</code> <code>pos)</code>
<code> </code><code>fs->f_curpos = pos;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>pos;</code>
<code>//IO打開接口</code>
<code>int</code> <code>mfopen(</code><code>char</code> <code>*path, </code><code>int</code> <code>mode)</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *inode = NULL;</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>file *file = NULL;</code>
<code> </code><code>int</code> <code>match = 0;</code>
<code> </code><code>inode = namei(path, 0, &match, NULL);</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(match == 0) {</code>
<code> </code><code>return</code> <code>ERR_NOEXIST;</code>
<code> </code><code>file = (</code><code>struct</code> <code>file*)</code><code>calloc</code><code>(1, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>file));</code>
<code> </code><code>file->f_inode = inode;</code>
<code> </code><code>file->f_curpos = 0;</code>
<code> </code><code>g_opened[g_fd] = file;</code>
<code> </code><code>g_fd++;</code>
<code> </code><code>return</code> <code>g_fd-1;</code>
<code>//IO關閉接口</code>
<code>void</code> <code>mfclose(</code><code>int</code> <code>fd)</code>
<code> </code><code>file = g_opened[fd];</code>
<code> </code><code>inode = file->f_inode;</code>
<code> </code><code>iput(inode);</code>
<code> </code><code>free</code><code>(file);</code>
<code>//IO建立接口</code>
<code>int</code> <code>mfcreat(</code><code>char</code> <code>*path, </code><code>int</code> <code>mode)</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>dir dir;</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *</code><code>new</code> <code>= NULL;</code>
<code> </code><code>char</code> <code>name[MAXLEN] = {0};;</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *inode = namei(path, 0, &match, name);</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(match == 1) {</code>
<code> </code><code>return</code> <code>ERR_EXIST;</code>
<code> </code><code>breadwrite(inode->i_finode.fi_addr[0], (</code><code>char</code> <code>*)&dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 1);</code>
<code> </code><code>strcpy</code><code>(dir.direct[dir.size].d_name, name);</code>
<code> </code><code>new</code> <code>= ialloc();</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(</code><code>new</code> <code>== NULL) {</code>
<code> </code><code>return</code> <code>-1;</code>
<code> </code><code>dir.direct[dir.size].d_ino = </code><code>new</code><code>->i_ino;</code>
<code> </code><code>new</code><code>->i_finode.fi_mode = mode;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(mode == MODE_DIR) {</code>
<code> </code><code>//不允許延遲配置設定目錄項</code>
<code> </code><code>int</code> <code>nbno = balloc();</code>
<code> </code><code>new</code><code>->i_finode.fi_addr[0] = nbno;</code>
<code> </code><code>new</code><code>->i_parent = inode;</code>
<code> </code><code>syncinode(</code><code>new</code><code>);</code>
<code> </code><code>dir.size ++;</code>
<code> </code><code>breadwrite(inode->i_finode.fi_addr[0], (</code><code>char</code> <code>*)&dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 0);</code>
<code> </code><code>syncinode(inode);</code>
<code> </code><code>iput(</code><code>new</code><code>);</code>
<code> </code><code>return</code> <code>ERR_OK;</code>
<code>//IO删除接口</code>
<code>int</code> <code>mfdelete(</code><code>char</code> <code>*path)</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *del = NULL;</code>
<code> </code><code>struct</code> <code>inode *parent = NULL;</code>
<code> </code><code>char</code> <code>name[MAXLEN];</code>
<code> </code><code>int</code> <code>i = 0;</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(match == 0 || inode->i_ino == 0) {</code>
<code> </code><code>match = -1;</code>
<code> </code><code>parent = inode->i_parent;</code>
<code> </code><code>breadwrite(parent->i_finode.fi_addr[0], (</code><code>char</code> <code>*)&dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 1);</code>
<code> </code><code>for</code> <code>(; i < dir.size; i++) {</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(!</code><code>strncmp</code><code>(name, dir.direct[i].d_name, </code><code>strlen</code><code>(name))) {</code>
<code> </code><code>del = iget(dir.direct[i].d_ino);</code>
<code> </code><code>iput(del);</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(itrunc(del) == 0) {</code>
<code> </code><code>memset</code><code>(dir.direct[i].d_name, 0, </code><code>strlen</code><code>(dir.direct[i].d_name));</code>
<code> </code><code>match = i;</code>
<code> </code><code>break</code><code>;</code>
<code> </code><code>} </code><code>else</code> <code>{</code>
<code> </code><code>return</code> <code>ERR_BUSY;</code>
<code> </code><code>for</code> <code>(i = match; i < dir.size - 1 && match != -1; i++) {</code>
<code> </code><code>strcpy</code><code>(dir.direct[i].d_name, dir.direct[i+1].d_name);</code>
<code> </code><code>dir.size--;</code>
<code> </code><code>breadwrite(parent->i_finode.fi_addr[0], (</code><code>char</code> <code>*)&dir, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>dir), 0, 0);</code>
<code>//序列初始化接口，從模拟塊裝置初始化記憶體結構</code>
<code>int</code> <code>initialize(</code><code>char</code> <code>*fake_disk_path)</code>
<code> </code><code>g_fake_disk = open(fake_disk_path, O_RDWR);</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_fake_disk == -1) {</code>
<code> </code><code>g_super = (</code><code>struct</code> <code>filesys*)</code><code>calloc</code><code>(1, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>filesys));</code>
<code> </code><code>lseek(g_fake_disk, BOOTBSIZE, SEEK_SET);</code>
<code> </code><code>read(g_fake_disk, g_super, </code><code>sizeof</code><code>(</code><code>struct</code> <code>filesys));</code>
<code> </code><code>g_super->s_size = 1024*1024;</code>
<code> </code><code>g_super->s_itsize = INODEBSIZE;</code>
<code> </code><code>g_super->s_freeinodesize = NUM;</code>
<code> </code><code>g_super->s_freeblocksize = (g_super->s_size - (BOOTBSIZE+SUPERBSIZE+INODEBSIZE))/BSIZE;</code>
<code> </code><code>g_root = iget(0);</code>
<code> </code><code>//第一次的話要配置設定ROOT</code>
<code> </code><code>if</code> <code>(g_root == NULL) {</code>
<code> </code><code>g_root = ialloc();</code>
<code> </code><code>g_root->i_finode.fi_addr[0] = balloc();</code>
下面是一個測試程式：
<code>int</code> <code>main()</code>
<code> </code><code>int</code> <code>fd = -1,ws = -1;</code>
<code> </code><code>char</code> <code>buf[16] = {0};</code>
<code> </code><code>initialize(</code><code>"bigdisk"</code><code>);</code>
<code> </code><code>mfcreat(</code><code>"/aa"</code><code>, MODE_FILE);</code>
<code> </code><code>fd = mfopen(</code><code>"/aa"</code><code>, 0);</code>
<code> </code><code>ws = mfwrite(fd, </code><code>"abcde"</code><code>, 5);</code>
<code> </code><code>mfread(fd, buf, 5);</code>
<code> </code><code>mfcreat(</code><code>"/bb"</code><code>, MODE_DIR);</code>
<code> </code><code>mfcreat(</code><code>"/bb/cc"</code><code>, MODE_FILE);</code>
<code> </code><code>fd = mfopen(</code><code>"/bb/cc"</code><code>, 0);</code>
<code> </code><code>ws = mfwrite(fd, </code><code>"ABCDEFG"</code><code>, 6);</code>
<code> </code><code>mflseek(0, 4);</code>
<code> </code><code>ws = mfwrite(0, </code><code>"ABCDEFG"</code><code>, 6);</code>
<code> </code><code>mflseek(0, 0);</code>
<code> </code><code>mfread(0, buf, 10);</code>
<code> </code><code>mfclose(0);</code>
<code> </code><code>mfdelete(</code><code>"/aa"</code><code>);</code>
<code> </code><code>syncsuper(g_super);</code>
這個檔案系統實作得超級簡單，除去了很多額外的非本質的東西，并且也繞開了煩人的記憶體管理問題！于是，我的這個實作也就顯示了UNIX檔案系統的本質。那麼再看一下，還有什麼東西雖然是額外的，但是卻是必不可少或者起碼說是很有意思的？答案很顯然，那就是空閑塊或者空閑inode的組織以及配置設定算法，然而這個算法可以單獨抽象出來。
本文轉自 dog250 51CTO部落格，原文連結:http://blog.51cto.com/dog250/1282346
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