基于Flash存儲器的嵌入式文件系統設計
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內存中的文件節點(diǎn)不包含文件真正的數據，而使用指針。文件被打開(kāi)時(shí)，在內存中創(chuàng )建一塊新存儲區域存放數據，數據指針便指向此存儲區，未被打開(kāi)時(shí)，此指針指向空。 對于每個(gè)目錄有1 個(gè)目錄層數，表示此目錄的深度，如根目錄的目錄層數為0 ，根目錄的下一級目錄則為1 ，依此類(lèi)推。 存儲地址保存文件或目錄在Flash 中的地址。文件和目錄都被存在上一級目錄下，所屬目錄指針即指向上一級目錄在內存中的數據結構，根目錄的所屬目錄指針即為空。對于同目錄下的不同節點(diǎn)，在內存中使用鏈表將其串聯(lián)，同目錄文件指針即聯(lián)成鏈表。 鏈表的首指針保存在上一級目錄中，首目錄項指針即指向鏈表的首項。為提高塊擦寫(xiě)的效率，存儲在同一個(gè)可擦寫(xiě)塊中的各個(gè)節點(diǎn)在內存中也建立一個(gè)鏈表，塊隊列指針即用于連成此鏈表。為標識被修改的節點(diǎn)，利用一個(gè)未保存隊列，未保存隊列指針即用來(lái)建立此隊列。
該文件系統載入(mount ) 時(shí)，首先順序掃描Flash 中的每個(gè)索引節點(diǎn)，查找出最大的索引節點(diǎn)更新號，此更新號對應的索引節點(diǎn)即為最新的索引節點(diǎn)。查找到最新索引節點(diǎn)后，將簇狀態(tài)表等信息映射到內存的數據結構中。依據索引節點(diǎn)中的根目錄信息，遍歷所有節點(diǎn)，建立內存中的目錄文件結構，并將節點(diǎn)添加到對應的擦寫(xiě)塊隊列中。 對一個(gè)文件編輯并保存的過(guò)程見(jiàn)圖6。
文件打開(kāi)時(shí)，先在內存中分配一塊空間作為數據區，將內容寫(xiě)入，并定位文件節點(diǎn)的數據指針指向該內存中的數據區。如果文件內容被修改，就將文件節點(diǎn)添加到未存盤(pán)隊列，依次寫(xiě)入Flash 存儲器中，并修改簇狀態(tài)表。 保存時(shí)將內存中數據區內容寫(xiě)入Flash 中，釋放申請的內存空間，修改節點(diǎn)中的數據指針和簇狀態(tài)表，再將文件的所有上級目錄重新寫(xiě)入Flash ，最后將更新后的索引節點(diǎn)內容寫(xiě)入Flash。如果文件未被修改，則只需修改數據指針即可。
節點(diǎn)加入未存盤(pán)隊列的順序按照目錄層數的大小排列，文件節點(diǎn)排在隊列首，目錄層數最大的排在其后，目錄層數為1 的排在隊列末尾，根目錄不加入未存盤(pán)隊列。
嵌入式文件系統特殊處理機制
均衡擦寫(xiě)機制
為了避免任意一個(gè)可擦除塊因擦寫(xiě)次數過(guò)多而過(guò)早報廢，文件系統對Flash擦寫(xiě)時(shí)采用了均衡擦寫(xiě)機制。 考慮到系統的精簡(jiǎn)性，擦寫(xiě)在整片Flash 的各塊中依次進(jìn)行，一塊擦寫(xiě)完后，下一個(gè)被擦寫(xiě)的塊即為后一個(gè)塊，在系統的索引節點(diǎn)中保存了下一個(gè)要擦除的塊號。當文件系統中的剩余空間減少到設定值時(shí)，系統會(huì )擦除此塊，以回收臟簇占用的空間。對應每個(gè)可擦寫(xiě)塊都有一個(gè)節點(diǎn)隊列，此塊中包含的節點(diǎn)都加入其中。塊擦除的流程見(jiàn)圖7。
linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）
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