文件系统实现

文件的实现

• 文件 = “虚拟” 磁盘
• API: read, write, ftruncate, ...

目录的实现

• 目录 = 文件/目录的集合
• API: mkdir, rmdir, readdir, link, unlink, ...

mount 的实现

• 最好由操作系统统一管理 (而不是由具体的文件系统实现)

如果是《数据结构》课？

借助 RAM 自由布局目录和文件

• 文件系统就是一个 Abstract DataType (ADT)

class FSObject {
};

class File: FSObject {
  std::vector<char> content;
};

class Directory: FSObject {
  std::map<std::string,FSObject*> children;
};

回到《操作系统》课

对不起，没有 Random Access Memory

• 我们只有 block device
• 两个 API
  • bread(int bid, struct block *b);
  • bwrite(int bid, struct block *b);

实现：

• read, write, ftruncate, ...
• mkdir, rmdir, readdir, link, unlink, ...
  • 用 bread/bwrite 模拟 RAM → 严重的读/写放大
  • 我们需要更适合磁盘的数据结构

我们的敌人和朋友

敌人：读/写放大

• 被迫读写连续的一块数据

朋友：局部性 + 缓存

• 适当地排布数据，使得临近的数据有 “一同访问” 的倾向
• 数据暂时停留在内存，延迟写回