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文件系统.md

File metadata and controls

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文件系统

为了更方便地支持更多的文件系统，以及为了将文件系统与内核解耦合，chaos 利用 rust 的 trait 特性，将内核所需要的文件系统提供的功能抽象成 trait Inode，位于 os/src/fs/inode.rs。任何实现了该 trait 的类型都可以被视为一个受支持的文件系统。

目前 chaos 的 trait Inode 有以下接口：

  • fstat：获取当前 inode 的状态
  • find：在当前目录中查找名为 name 的目录项
  • create：在当前目录中创建一个名为 name 的目录项
  • link：在当前目录创建一个名为 new_name 的目录项指向 old_name
  • unlink：删除一个名为 name 的目录项
  • ls：列出当前目录下的所有目录项
  • read_at：读取当前文件的数据
  • write_at：向当前文件写入数据
  • clear：清空当前文件的所有数据
  • current_dirname：当前目录的名字

chaos 实际的 inode 都是 OSInode 类型，其内部有一个 Arc<dyn Inode> 指针指向实际的 inode，chaos 通过调用 trait 对应的方法来实现对不同文件系统进行统一的调用。这样的设计可以抹平不同文件系统之间的差异，将文件系统和内核解耦合。

chaos 目前实现了基础的 FAT32 文件系统的支持，对应模块位于 os/src/fs/fat32 下。

架构图

graph TB;

osi[OSInode];
inode[trait Inode];
fat32[Fat32Inode];
dentry[Fat32Dentry]
fs[Fat32FS];
bdev[trait BlockDevice];
fat[FAT];
sb[Fat32SuperBlock];


osi --> inode;
inode -.-> fat32;
fat32 --> dentry;
fat32 --> fs;
fat32 --> bdev;
fat --> sb;
fs --> sb;
dentry --> bdev;
fs --> bdev;
dentry --> fat;
fs --> fat;
fat --> bdev;
inode -.-> OtherInode...
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改进

  • chaos 目前的文件系统架构其实对于多文件系统的支持不是很好，无法做到将一个文件系统 mount 到另一个文件系统上。改进目标参考 Linux 的 vfs 设计。
  • 支持更多的文件系统，例如 dev、proc 等