基于Flash存储器的嵌入式文件系统设计
加入技术交流群
内存中的文件节点不包含文件真正的数据，而使用指针。文件被打开时，在内存中创建一块新存储区域存放数据，数据指针便指向此存储区，未被打开时，此指针指向空。 对于每个目录有1 个目录层数，表示此目录的深度，如根目录的目录层数为0 ，根目录的下一级目录则为1 ，依此类推。 存储地址保存文件或目录在Flash中的地址。文件和目录都被存在上一级目录下，所属目录指针即指向上一级目录在内存中的数据结构，根目录的所属目录指针即为空。对于同目录下的不同节点，在内存中使用链表将其串联，同目录文件指针即联成链表。 链表的首指针保存在上一级目录中，首目录项指针即指向链表的首项。为提高块擦写的效率，存储在同一个可擦写块中的各个节点在内存中也建立一个链表，块队列指针即用于连成此链表。为标识被修改的节点，利用一个未保存队列，未保存队列指针即用来建立此队列。
该文件系统载入(mount ) 时，首先顺序扫描Flash中的每个索引节点，查找出最大的索引节点更新号，此更新号对应的索引节点即为最新的索引节点。查找到最新索引节点后，将簇状态表等信息映射到内存的数据结构中。依据索引节点中的根目录信息，遍历所有节点，建立内存中的目录文件结构，并将节点添加到对应的擦写块队列中。 对一个文件编辑并保存的过程见图6。
文件打开时，先在内存中分配一块空间作为数据区，将内容写入，并定位文件节点的数据指针指向该内存中的数据区。如果文件内容被修改，就将文件节点添加到未存盘队列，依次写入Flash存储器中，并修改簇状态表。 保存时将内存中数据区内容写入Flash 中，释放申请的内存空间，修改节点中的数据指针和簇状态表，再将文件的所有上级目录重新写入Flash ，最后将更新后的索引节点内容写入Flash。如果文件未被修改，则只需修改数据指针即可。
节点加入未存盘队列的顺序按照目录层数的大小排列，文件节点排在队列首，目录层数最大的排在其后，目录层数为1 的排在队列末尾，根目录不加入未存盘队列。
嵌入式文件系统特殊处理机制
均衡擦写机制
为了避免任意一个可擦除块因擦写次数过多而过早报废，文件系统对Flash擦写时采用了均衡擦写机制。 考虑到系统的精简性，擦写在整片Flash 的各块中依次进行，一块擦写完后，下一个被擦写的块即为后一个块，在系统的索引节点中保存了下一个要擦除的块号。当文件系统中的剩余空间减少到设定值时，系统会擦除此块，以回收脏簇占用的空间。对应每个可擦写块都有一个节点队列，此块中包含的节点都加入其中。块擦除的流程见图7。
linux操作系统文章专题:linux操作系统详解（linux不再难懂）
评论