專利名稱：文件系統(tǒng)和構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，和更具體，本發(fā)明涉及一種具有增強功能的文件系統(tǒng)，以及帶有本發(fā)明文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法。
背景技術(shù)：
在計算機系統(tǒng)中，文件是數(shù)據(jù)的邏輯組織和表現(xiàn)形式，通常要訪問一個特定文件中的數(shù)據(jù)時，要通過文件系統(tǒng)的定位和組織，才能將文件按照可識別的邏輯形式表現(xiàn)出來。在現(xiàn)有技術(shù)中，一種操作系統(tǒng)一般可以支持多個不同的物理文件系統(tǒng)單元，如，Linux操作系統(tǒng)(Linux是Linus Torvalds在美國以及其他國家的注冊商標或商標)可以支持的物理文件系統(tǒng)包括ext2，ext3，udf，jfs等等。為了可以用一種統(tǒng)一的方式，支持這些不同的物理文件系統(tǒng)，在Linux的內(nèi)核中，應(yīng)用程序單元與實際的物理文件系統(tǒng)單元之間，存在一個對于不同物理文件系統(tǒng)單元的統(tǒng)一接口單元VFS(Virtual File System)-虛擬文件系統(tǒng)，它作為一個轉(zhuǎn)接開關(guān)來提供對于不同物理文件系統(tǒng)單元的支持。因此，虛擬文件系統(tǒng)也可稱之為虛擬文件系統(tǒng)單元。VFS提供了一系列標準的操作函數(shù)集合來管理和操作各個具體的文件系統(tǒng)。在實際應(yīng)用時，用戶單元發(fā)出的各種文件操作指令通過系統(tǒng)調(diào)用被VFS單元所接收，VFS單元經(jīng)過統(tǒng)一的調(diào)度和管理，根據(jù)設(shè)定，將操作指令發(fā)向具體的物理文件系統(tǒng)單元，進行處理，實現(xiàn)用戶所要求的操作。
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中Linux操作系統(tǒng)下標準的文件系統(tǒng)。如圖1所示，標準的文件系統(tǒng)包括VFS單元10，物理文件系統(tǒng)單元20，可包括ext2，ext3，udf，jfs等具體的物理文件系統(tǒng)，和驅(qū)動單元30。如前所述，Linux操作系統(tǒng)采用VFS這一結(jié)構(gòu)，來統(tǒng)一的調(diào)度和管理標準文件系統(tǒng)下的各個具體的物理文件系統(tǒng)。
雖然上述標準文件系統(tǒng)適應(yīng)了對多種物理文件系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，但是具有如下的缺點和不足第一，缺乏足夠的靈活性，用戶難以實現(xiàn)符合自己要求的特殊功能。在上述文件系統(tǒng)下，各個進程的調(diào)度、緩沖區(qū)維護、設(shè)備維護和相互的協(xié)調(diào)以及特定功能的實現(xiàn)均受VFS及操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)所約束，用戶難以按照自己的要求對文件系統(tǒng)進行定制，增加或刪除特定的功能，或進行用戶需要的進程調(diào)度。
第二，現(xiàn)有的文件系統(tǒng)為適應(yīng)多種文件系統(tǒng)的兼容，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)模龐大。當我們需要定制小內(nèi)核的操作系統(tǒng)，并且此時只需要一種或兩種具體的文件系統(tǒng)時，以VFS為主體的標準文件系統(tǒng)，就顯的過于臃腫，很多不必要的結(jié)構(gòu)無法刪除，成為系統(tǒng)負擔。特別是當我們以嵌入式系統(tǒng)為目標系統(tǒng)時，這個問題尤為突出。
第三，不便于文件系統(tǒng)的跨平臺移植。當我們需要將一個目標文件系統(tǒng)從一個操作系統(tǒng)平臺向Linux操作系統(tǒng)平臺移植，特別是當這個目標文件系統(tǒng)的內(nèi)部寫入了自行定制的各種算法，或者是此目標文件系統(tǒng)是按照原來操作系統(tǒng)對其的要求，進行組織的，此時，需要將其進行跨操作系統(tǒng)的移植以適應(yīng)VFS標準文件系統(tǒng)將是十分困難的。VFS為了接入各個具體的目標文件系統(tǒng)，給出了super_block，file，inode，dentry等等多個數(shù)據(jù)接口結(jié)構(gòu)。由于操作系統(tǒng)平臺的不同，使一個原來不是Linux平臺上的文件系統(tǒng)找到、適應(yīng)、并接入上述的VFS的各個接口，即super_block，file，inode，dentry等等各個數(shù)據(jù)接口結(jié)構(gòu)，是十分困難的事情。
中國專利申請，公開號CN 1553325A，提出了一種透明擴充文件系統(tǒng)功能的方法。其文件系統(tǒng)包括虛擬文件系統(tǒng)VFS單元和底層文件系統(tǒng)，在VFS單元標準調(diào)用接口和底層文件系統(tǒng)接口之間，還設(shè)置了一個夾層文件系統(tǒng)，當應(yīng)用程序發(fā)出一個文件系統(tǒng)的請求的時候，系統(tǒng)調(diào)用接口先將該請求提交給VFS單元處理函數(shù)；VFS通過標準調(diào)用接口將請求提交給所述夾層文件系統(tǒng)；由該夾層文件系統(tǒng)進行特殊事務(wù)處理后，再將事務(wù)提交給底層的具體文件系統(tǒng)；最后由底層文件系統(tǒng)來實現(xiàn)實際的數(shù)據(jù)存取或輸入輸出。
該申請雖然增加了自己定制的夾層文件系統(tǒng)，可以實現(xiàn)一些自行定義的特殊功能。但是由于VFS的存在，系統(tǒng)進程調(diào)度，緩沖區(qū)維護，設(shè)備維護，內(nèi)存管理等等方面仍然由VFS負責進行，使得利用自定義的夾層文件系統(tǒng)單元，去實現(xiàn)用戶自行定制功能的空間和可能性，大大降低。同時由于此結(jié)構(gòu)是在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上添加新的內(nèi)容，使得整個內(nèi)核的體積進一步增大，不利于在嵌入式系統(tǒng)等資源受限系統(tǒng)的使用。同時，在文件系統(tǒng)的跨操作系統(tǒng)平臺移植的過程中，該申請與現(xiàn)有的Linux標準文件系統(tǒng)沒有區(qū)別，都包含VFS單元，移植仍然是十分困難的事情。由于操作系統(tǒng)平臺不同，使得文件系統(tǒng)對上對下的接口也不同，這樣從非Linux系統(tǒng)的文件系統(tǒng)提取適應(yīng)于Linux接口而接入Linux系統(tǒng)是非常困難的事情，這個發(fā)明并沒有完全解決上述問題。
因此，需要一種具有增強功能的文件系統(tǒng)，使得用戶可以靈活的添加、刪除自行定制的各種功能，可以對用戶自行定制的文件系統(tǒng)方便地進行跨操作系統(tǒng)平臺移植，以及可以最大限度的減小代碼修改量，減小內(nèi)核體積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種具有增強功能的文件系統(tǒng)，使得用戶可以靈活的增加、刪除自行定制的各種功能；可以對用戶自行定制的文件系統(tǒng)進行方便的跨操作系統(tǒng)平臺移植；可以最大限度的減小代碼修改量，減小內(nèi)核體積；并且這種文件系統(tǒng)對原有的文件系統(tǒng)可以不產(chǎn)生任何破壞，可以根據(jù)需要啟動或關(guān)閉。
本發(fā)明提供一種操作系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，所述文件系統(tǒng)包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，出口的接口轉(zhuǎn)換單元，其中，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接應(yīng)用程序單元和所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元與所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元與所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述頂部驅(qū)動單元與操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
本發(fā)明提供一種操作系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，所述文件系統(tǒng)包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，出口的接口轉(zhuǎn)換單元，其中所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接應(yīng)用程序單元與所述管理單元，所述管理單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元和所述物理文件系統(tǒng)單元所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述管理單元與所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元與所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述頂部驅(qū)動單元與操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)中，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元用于將輸入的命令轉(zhuǎn)換成被所述管理單元所接受的格式，所述管理單元，對輸入的命令和數(shù)據(jù)進行處理，提供對物理文件系統(tǒng)的支持，所述物理文件系統(tǒng)單元包括所述物理文件系統(tǒng)，用于處理來自所述管理單元的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元處理后，到所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自所述頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的控制命令與數(shù)據(jù)，并將其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，所述物理文件系統(tǒng)單元至少包括遵從標準協(xié)議的標準物理文件系統(tǒng)，用戶定制的非標準物理文件系統(tǒng)，增加的物理文件系統(tǒng)，和從其他操作系統(tǒng)移植過來的、用戶定制的物理文件系統(tǒng)中的一種，所述管理單元包括用于管理和實現(xiàn)這些物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能。
本發(fā)明的文件系統(tǒng)，還可在所述管理單元中根據(jù)用戶需要加入特定的功能定制，來實現(xiàn)該功能要求，提供該功能。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，所述文件系統(tǒng)還可包括從另一操作系統(tǒng)移植過來的、帶有與原操作系統(tǒng)或原硬件設(shè)備相關(guān)的信息的目標文件系統(tǒng)，所述目標文件系統(tǒng)與包括所述的文件系統(tǒng)相對應(yīng)的管理單元、物理文件系統(tǒng)單元和頂部驅(qū)動單元的部分或全部。
本發(fā)明還提供一種帶有本發(fā)明的文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)還可進一步包括含VFS的標準文件系統(tǒng)。
在操作系統(tǒng)中，本發(fā)明的文件系統(tǒng)可以是可隨時加載到操作系統(tǒng)或從操作系統(tǒng)卸載的模塊。本發(fā)明的文件系統(tǒng)也可作為操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分加入該操作系統(tǒng)或從操作系統(tǒng)內(nèi)核中去除。
本發(fā)明還提供一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，所述方法包括步驟設(shè)置包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元的文件系統(tǒng)，其中，應(yīng)用程序單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。所述方法還包括步驟，通過所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元將輸入的命令進行轉(zhuǎn)換后提供給所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元包括物理文件系統(tǒng)，處理來自所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元處理后，到所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，通過所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自所述頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的、硬件設(shè)備能識別的控制命令與數(shù)據(jù)，并將其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
本發(fā)明還提供一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，所述方法包括步驟設(shè)置包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元的文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述管理單元，所述管理單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元，其中，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元用于將輸入的命令轉(zhuǎn)換成被所述管理單元所接受的格式，所述管理單元，對輸入的命令和數(shù)據(jù)進行處理，提供對物理文件系統(tǒng)的支持，所述物理文件系統(tǒng)單元包括所述物理文件系統(tǒng)，用于處理來自所述管理單元的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元處理后，到所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自所述頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的、硬件設(shè)備能識別的控制命令與數(shù)據(jù)，并將其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，還包括實現(xiàn)通用和特殊事務(wù)處理的步驟，所述步驟包括在所述物理文件系統(tǒng)單元設(shè)置遵從標準協(xié)議的標準物理文件系統(tǒng)和/或用戶定制的非標準物理文件系統(tǒng)，所述管理單元提供管理和實現(xiàn)標準和/或非標準物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能。同時還可以在所述管理單元中，根據(jù)用戶需要，加入特定的功能定制，實現(xiàn)特定功能要求。更進一步，在特殊的情況下，可以省略所述管理單元，應(yīng)用程序命令，通過入口的接口轉(zhuǎn)換層，直接進入物理文件系統(tǒng)層。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，所述方法包括增加、刪除某項功能的步驟，所述步驟進一步包括在物理文件系統(tǒng)單元中增加、刪除相應(yīng)的物理文件系統(tǒng)，或在已有物理文件系統(tǒng)增加、刪除與該項功能相應(yīng)的部分，修改所述管理單元和頂部驅(qū)動單元，提供或刪除相應(yīng)的功能支持以及驅(qū)動功能。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法還包括在所述管理單元中根據(jù)用戶需要加入功能定制，來實現(xiàn)該功能要求，提供該功能的步驟。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，所述方法包括跨平臺移植用戶定制的功能的步驟，所述步驟進一步包括在所述物理文件系統(tǒng)單元增加從另一個操作系統(tǒng)移植的用戶定制物理文件系統(tǒng)，修改所述管理單元和頂部驅(qū)動單元，提供管理和實現(xiàn)被移植的所述物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能以及驅(qū)動功能。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，還包括接入從另一操作系統(tǒng)移植過來的、帶有與原操作系統(tǒng)或原硬件設(shè)備相關(guān)的信息的目標文件系統(tǒng)的步驟，所述步驟進一步包括在所述目標文件系統(tǒng)設(shè)置與所述的文件系統(tǒng)相應(yīng)的管理單元、物理文件系統(tǒng)單元和頂部驅(qū)動單元，并且將與所述的文件系統(tǒng)的相應(yīng)部分進行連接的步驟。
本發(fā)明的文件系統(tǒng)，減少VFS單元，并且根據(jù)需要設(shè)置管理單元，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的文件系統(tǒng)減少內(nèi)核了尺寸，能實現(xiàn)各種用戶自行定制的特殊事務(wù)處理，以及能方便實現(xiàn)地跨操作系統(tǒng)的移植。


圖1示出Linux下的VFS文件系統(tǒng)；圖2示出Linux本發(fā)明的文件系統(tǒng)以及標準的VFS文件系統(tǒng)；圖3示出uITRON系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，將文件系統(tǒng)從uITRON系統(tǒng)向Linux系統(tǒng)移植的示意圖；圖5示出本發(fā)明的一個實施例，在本發(fā)明的文件系統(tǒng)中對UDF物理文件系統(tǒng)添加實時性功能的示意圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對于管理單元進行修改的示意圖；和圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施例，對于頂部驅(qū)動單元進行修改的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明再作進一步的詳細說明。
圖2的右側(cè)示出了本發(fā)明的文件系統(tǒng)。如圖2所示，本發(fā)明的文件系統(tǒng)包括文件系統(tǒng)入口的接口轉(zhuǎn)換單元1，管理單元2，物理文件系統(tǒng)單元3，頂部驅(qū)動單元4，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元5。應(yīng)用程序單元連接入口的接口轉(zhuǎn)換單元1，入口的接口轉(zhuǎn)換單元1連接所述管理單元2，管理單元2連接物理文件系統(tǒng)單元3，物理文件系統(tǒng)單元3連接頂部驅(qū)動單元4，頂部驅(qū)動單元4連接出口的接口轉(zhuǎn)換單元5，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元5連接操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
當一個應(yīng)用程序向文件系統(tǒng)發(fā)出請求時，命令通過特定的方法，例如系統(tǒng)調(diào)用或是在原有已存在的系統(tǒng)調(diào)用的基礎(chǔ)上進行擴展，提交給入口的接口轉(zhuǎn)換單元1，通過接口轉(zhuǎn)換，使得輸入的命令被支持用戶自行定義的物理文件系統(tǒng)的管理單元2所接受。管理單元2提供特殊事務(wù)處理，負責實現(xiàn)用戶需要的各種定制，如進程的調(diào)度方法，實時性的算法，內(nèi)存管理等等。如果對于這些特殊的定制沒有需要，則這里的管理單元2可以省略。此后，進入物理文件系統(tǒng)單元3，在這里其中的物理文件系統(tǒng)可以是遵從標準協(xié)議的標準文件系統(tǒng)，也可以是經(jīng)過用戶自行算法定制的非標準文件系統(tǒng)，同時還可以是從其他平臺上移植過來的包含較多原來操作系統(tǒng)“痕跡”的目標文件系統(tǒng)。這里的“痕跡”是指，可以保留原來操作系統(tǒng)平臺對于標準物理文件系統(tǒng)實現(xiàn)的外層封裝，例如，Linux操作系統(tǒng)對標準的物理文件系統(tǒng)，添加的基于VFS的封裝。經(jīng)過物理文件系統(tǒng)單元的處理，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由頂部驅(qū)動單元以及出口的接口轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)化為操作系統(tǒng)能識別的命令，輸出文件系統(tǒng)部分，被操作系統(tǒng)原有的底層驅(qū)動單元接受，進行數(shù)據(jù)的進一步處理。
本發(fā)明的文件系統(tǒng)，可省略位于入口的接口轉(zhuǎn)換單元1和物理文件系統(tǒng)單元3之間的管理單元2。因此，本發(fā)明的文件系統(tǒng)可包括文件系統(tǒng)入口的接口轉(zhuǎn)換單元1，物理文件系統(tǒng)單元3，頂部驅(qū)動單元4，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元5，其中，由于省略了管理單元2，入口的接口轉(zhuǎn)換單元1直接與物理文件系統(tǒng)單元3連接。省略管理單元2是一種比較特殊的情況，此時，該文件系統(tǒng)也能提供需要的事務(wù)處理。
本發(fā)明的文件系統(tǒng)，減少VFS單元，并且根據(jù)需要設(shè)置管理單元，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的文件系統(tǒng)減少內(nèi)核了尺寸，能實現(xiàn)用戶自行定制的特殊事務(wù)處理，以及能方便實現(xiàn)地跨操作系統(tǒng)的移植。
本發(fā)明的文件系統(tǒng)可單獨用于一個操作系統(tǒng)中，也可與標準的文件系統(tǒng)并行使用。本發(fā)明的文件系統(tǒng)可以是在操作系統(tǒng)中已有的文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，平行的增加一個用戶自行定制的文件系統(tǒng)，增加用戶對文件系統(tǒng)的特定功能定制，動態(tài)加載，方便跨操作系統(tǒng)的移植，減少內(nèi)核大小，實現(xiàn)各種特殊的應(yīng)用。
在帶有本發(fā)明的文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)中，應(yīng)用程序中可設(shè)立編譯開關(guān)，用于提供應(yīng)用單元的命令進入標準文件系統(tǒng)還是進入本發(fā)明的文件系統(tǒng)的選擇。應(yīng)用單元的命令進入本發(fā)明的文件系統(tǒng)可以通過各種方法，其中包括，但不限于下列方式增加新的系統(tǒng)調(diào)用，這些新增加的系統(tǒng)調(diào)用指向本發(fā)明所述的文件系統(tǒng)。在應(yīng)用程序中設(shè)立編譯開關(guān)，當需要使用新型的文件系統(tǒng)時，打開編譯開關(guān)，應(yīng)用單元的文件系統(tǒng)的操作命令指向新增加的系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用單元的命令通過所述新增加的系統(tǒng)調(diào)用，進入本發(fā)明的文件系統(tǒng)。如打開編譯開關(guān)，使得文件系統(tǒng)的操作命令，如open，close...等指向新增加的系統(tǒng)調(diào)用，使得應(yīng)用單元的命令通過這些新增加的系統(tǒng)調(diào)用，進入操作系統(tǒng)內(nèi)核中本發(fā)明所述的文件系統(tǒng)；當不需要使用基于本發(fā)明所述文件系統(tǒng)的文件系統(tǒng)算法實現(xiàn)時，可以關(guān)閉編譯開關(guān)，使得應(yīng)用程序的操作命令，仍舊指向Linux下標準的文件系統(tǒng)的入口，執(zhí)行標準文件系統(tǒng)下的操作。
也可以在系統(tǒng)調(diào)用增加新的控制命令字，指向操作系統(tǒng)中本發(fā)明的文件系統(tǒng)的入口函數(shù)，來調(diào)用本發(fā)明的文件系統(tǒng)。如在原有的文件系統(tǒng)調(diào)用操作函數(shù)，如ioctl中，增加新的控制命令字，。通過應(yīng)用程序的編譯開關(guān)，使得open，close...等應(yīng)用層文件操作函數(shù)由ioctl中對應(yīng)的新增加的命令字所代表，通過原有的系統(tǒng)調(diào)用，進入操作系統(tǒng)的內(nèi)核中本發(fā)明所述的文件系統(tǒng)。在內(nèi)核中，以上述ioctl命令的新的命令字做代表的命令，在入口轉(zhuǎn)換單元，被轉(zhuǎn)接到定制的物理文件系統(tǒng)單元的入口中。
顯然，在本發(fā)明的文件系統(tǒng)與標準的文件系統(tǒng)并行使用時，對于本領(lǐng)域人員來說，也可采用其它方式將應(yīng)用單元的命令接入本發(fā)明的文件系統(tǒng)。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，其管理單元2可以對物理文件單元中各個具體的物理文件系統(tǒng)進行管理和調(diào)度，并且可以用于實現(xiàn)用戶需要的各種自行定義的文件系統(tǒng)功能，如進程調(diào)度、各種算法、內(nèi)存管理等，當然也可用來實現(xiàn)一些通用的功能。如果用戶對于目標的文件系統(tǒng)沒有對應(yīng)于管理單元的特殊功能要求時，管理單元可以取消。這樣，用戶的請求命令通過入口的接口轉(zhuǎn)換單元直接進入物理文件系統(tǒng)單元。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，當用戶對一個目標文件系統(tǒng)，進行跨操作系統(tǒng)平臺移植時，可以最大限度的保留原來操作系統(tǒng)對于物理文件系統(tǒng)單元的封裝，極大的減少跨平臺移植時的工作量和繁難程度。這里的“對于物理文件系統(tǒng)單元的封裝”正如上文所述的“痕跡”，它是一個操作系統(tǒng)為保持其特定功能和操作，而在具體的物理文件系統(tǒng)外面所添加的一層封裝，這層封裝正如Linux操作系統(tǒng)中的VFS單元，或是uITRON操作系統(tǒng)中的GFM單元一樣。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，當進行物理文件系統(tǒng)的跨平臺移植時，可以保留如上所述的原操作系統(tǒng)對物理文件系統(tǒng)單元的封裝，為減少工作量，這樣只需進行入口的接口轉(zhuǎn)接工作，對需要移植的目標文件系統(tǒng)，無需進行很大的代碼修改工作，就可以成功的完成移植工作。但當為了減少內(nèi)核大小，適應(yīng)資源有限的系統(tǒng)，如嵌入式操作系統(tǒng)時，此時如使用的目標文件系統(tǒng)是特定的某一個目標文件系統(tǒng)，就可以從應(yīng)用單元，直接通過入口轉(zhuǎn)換單元，將命令傳輸給管理單元或具體的目標文件系統(tǒng)，減少了VFS單元，這樣可以減少內(nèi)核的大小。在系統(tǒng)資源有限的嵌入式系統(tǒng)中，具有很大的優(yōu)勢。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，物理文件系統(tǒng)單元中可包括遵從標準協(xié)議的標準物理文件系統(tǒng)，和/或用戶定制的非標準物理文件系統(tǒng)，還可包括增加的物理文件系統(tǒng)，包括標準/非標準的物理文件系統(tǒng)，和從其他操作系統(tǒng)移植過來的、用戶定制的標準/非標準物理文件系統(tǒng)，等等。顯然，根據(jù)需要，本發(fā)明的物理文件系統(tǒng)單元可包括上述一種或多種物理文件系統(tǒng)，當然也可包括其它的能實現(xiàn)某項功能的內(nèi)容或部分，等等。在本說明書中，用戶不僅包括使用含本發(fā)明文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)最終用戶，也包括與本發(fā)明的文件系統(tǒng)或含本發(fā)明文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)有關(guān)的其它方，包括，但不限于提供本發(fā)明的文件系統(tǒng)以及提供增加、刪除、跨平臺移植等服務(wù)的制造商和供應(yīng)商，等等。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，還可通過在管理單元中包括根據(jù)需要加入功能定制，如根據(jù)需要而加入的特定的功能定制，來實現(xiàn)該特定的功能定制，提供該功能，從而滿足需要。
本發(fā)明的文件系統(tǒng)中，管理單元可包括數(shù)個提供通用和特殊功能的模塊，頂部驅(qū)動單元可包括數(shù)個有通用或特殊驅(qū)動功能的模塊，支持物理文件系統(tǒng)單元中的通用和特殊物理文件系統(tǒng)，提供通用和特殊的事務(wù)處理以及完成用戶其他功能的特殊定制要求。當根據(jù)用戶要求，需要增加或刪除某項的功能時，可通過將該物理文件系統(tǒng)引入物理文件系統(tǒng)單元或從其刪除，以及對管理單元和頂部驅(qū)動單元進行相應(yīng)修改，如增加或刪除相應(yīng)的模塊來對其進行修改。當根據(jù)用戶要求，需要跨操作系統(tǒng)移植某項物理文件系統(tǒng)時，可將物理文件系統(tǒng)移植到本發(fā)明文件系統(tǒng)的物理文件系統(tǒng)單元，通過對管理單元和頂部驅(qū)動單元的相應(yīng)修改來完成。因此，本發(fā)明的文件系統(tǒng)具有足夠的靈活性，能按用戶要求增加或刪除某項功能，并且移植方便。
對于帶有本發(fā)明的文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，本發(fā)明的文件系統(tǒng)可作為操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分。如本發(fā)明的文件系統(tǒng)以通過靜態(tài)編譯，成為操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分，每次啟動時可以自動加載，也可以通過模塊的方法，即將本發(fā)明的文件系統(tǒng)作為一個模塊，在需要的時候動態(tài)加載到操作系統(tǒng)，或動態(tài)地從操作系統(tǒng)卸載。加載時，由本發(fā)明的文件系統(tǒng)截獲應(yīng)用程序發(fā)向原文件系統(tǒng)的命令；卸載后，則恢復(fù)原來的操作流程，由標準文件系統(tǒng)的VFS單元接受應(yīng)用程序的命令。
下面，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，即通過從uITRON操作系統(tǒng)上移植自行定制的目標文件系統(tǒng)到Linux系統(tǒng)的本發(fā)明的文件系統(tǒng)中的具體實施例，來說明本發(fā)明的文件系統(tǒng)對從其他平臺上移植過來的包含較多原來操作系統(tǒng)“痕跡”的目標文件系統(tǒng)的移植，該移植是易于實現(xiàn)。
下面首先介紹本移植過程的技術(shù)背景。如圖3所示，在uITRON下，帶有物理文件系統(tǒng)，分別是UDFM與RFM，還帶有GFM單元，同時，在UDFM與RFM中，其進程調(diào)度方式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)存分配方式等等是按照用戶自行定制的。也就是說這里需要移植的目標文件系統(tǒng)不是一個標準的VFS文件系統(tǒng)，而是經(jīng)過用戶特殊定制后的文件系統(tǒng)。
如果按照通常的移植方法，是考慮將這個目標文件系統(tǒng)的內(nèi)部進行重新的調(diào)整，分離出純粹的物理文件系統(tǒng)以及自行定制的算法單元兩個部分，并進而用Linux文件系統(tǒng)中表示VSF文件系統(tǒng)的四個接口數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)super_block，file，inode，dentry來重新表示目標文件系統(tǒng)的接口，再將自行定制的算法重新融合于Linux操作系統(tǒng)中，將是非常困難和難以完成的。
如圖3所示，在uITRON系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)部分包括GFM，UDFM，RFM，RE_RWDRIVE，RE_PRDRIVE，RE_PRWDRIVE，RE_RDRIVE，RE_UPPDRIVE等部分，在Linux系統(tǒng)中的標準文件系統(tǒng)包括VFS，UDF，CDROM.C等結(jié)構(gòu)。此時我們需要采用本發(fā)明所述的文件系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明所述的文件系統(tǒng)，將uITRON操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的各部分設(shè)置成與本發(fā)明的文件系統(tǒng)相應(yīng)的管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，其中，GFM單元設(shè)置為對文件系統(tǒng)進行進程調(diào)度、內(nèi)存分配等工作的統(tǒng)一管理單元，UDFM與RFM為將具體的文件系統(tǒng)與特定的算法結(jié)合后的物理文件系統(tǒng)。其下的RE_RWDRIVE，RE_PRDRIVE，RE_PRWDRIVE，RE_RDRIVE，RE_UPPDRIVE是頂部驅(qū)動單元，它們用于實現(xiàn)特定的驅(qū)動功能。按圖3箭頭表示的流程線的方向，將uITRON操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的各部分與本發(fā)明的文件系統(tǒng)中的相應(yīng)部分進行連接，從而移植到本發(fā)明的文件系統(tǒng)，如圖4右側(cè)所示。此時，移植后的目標文件系統(tǒng)就是按照本發(fā)明所述的方式進行安排的。其中包括了I/F change 1，GFM，UDFM & RFM，RE_RWDRIVE &RE_PRDRIVE & RE_PRWDRIVE & RE_RDRIVE & RE_UPPDRIVE，I/F change 2它們分別對應(yīng)了本發(fā)明的文件系統(tǒng)中的入口接口轉(zhuǎn)換單元，管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，出口接口轉(zhuǎn)換單元，這樣，需要移植的用戶的定制內(nèi)容已經(jīng)全部融合于本發(fā)明的文件系統(tǒng)中。
移植后，應(yīng)用單元命令通過入口接口轉(zhuǎn)換單元1，入口的接口轉(zhuǎn)換單元1將輸入的命令轉(zhuǎn)換成被管理單元2所接受的格式，管理單元2對輸入的命令和數(shù)據(jù)進行處理，提供對物理文件系統(tǒng)的支持，物理文件系統(tǒng)單元包括UDFM和RFM，處理來自管理單元2的命令和數(shù)據(jù)，然后，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由頂部驅(qū)動單元4處理，此后通過出口的接口轉(zhuǎn)換單元5，將命令請求傳輸?shù)降讓域?qū)動單元，進而使驅(qū)動器按照設(shè)定的功能工作。顯然，在移植時可對管理單元2和頂部驅(qū)動單元4進行修改，以適于與本發(fā)明的文件系統(tǒng)中的相應(yīng)部分的連接。
其中由于目標文件系統(tǒng)涉及到了對C語言標準庫函數(shù)以及與操作系統(tǒng)相關(guān)部分函數(shù)的調(diào)用，所以我們將目標文件系統(tǒng)進行移植之后，需要重新編寫此類相關(guān)的函數(shù)。
在上面的實施例中采用了將目標文件系統(tǒng)進行整體移植的方式，避免了根據(jù)VFS的需要進行專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口連接，而這種接口連接的過程是十分困難的，同時本過程沒有更改文件系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流程、算法，本過程僅僅涉及進、出接口部分的改寫，添加了需要的標準C語言庫以及系統(tǒng)相關(guān)部分。這一過程簡單、清晰、工作量低，可以快速、有效的進行跨系統(tǒng)移植，并在Linux中建立需要的目標文件系統(tǒng)。
同時由于新移植的部分可以采用模塊的方式，進行動態(tài)的移植，使得本發(fā)明的文件系統(tǒng)具有很大的靈活性，可以簡單的隨時進行添加和卸載。卸載之后，對于原來的操作系統(tǒng)內(nèi)核，特別是原有的文件系統(tǒng)沒有任何的影響。
本發(fā)明還提供一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，所述方法包括步驟設(shè)置包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元的文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述管理單元，所述管理單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元，其中，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元用于將輸入的命令轉(zhuǎn)換成被所述管理單元所接受的格式，所述管理單元，對輸入的命令和數(shù)據(jù)進行處理，提供對物理文件系統(tǒng)的支持，所述物理文件系統(tǒng)單元包括物理文件系統(tǒng)，用于處理來自所述管理單元的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元處理后，到所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自所述頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的、硬件設(shè)備能識別的控制命令與數(shù)據(jù)，并將其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
本發(fā)明的方法中，還可省略管理單元。在此情況下，本發(fā)明的方法包括將本發(fā)明的文件系統(tǒng)設(shè)置成包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元，其中，由于省略了管理單元，入口的接口轉(zhuǎn)換單元直接與物理文件系統(tǒng)單元連接。，本發(fā)明的方法還包括步驟，通過入口的接口轉(zhuǎn)換單元將輸入的命令進行轉(zhuǎn)換后提供給物理文件系統(tǒng)單元，物理文件系統(tǒng)單元包括該物理文件系統(tǒng)，處理來自入口的接口轉(zhuǎn)換單元的命令和數(shù)據(jù)，并將處理后的命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元，提供到出口的接口轉(zhuǎn)換單元，通過出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的、硬件設(shè)備能識別的控制命令與數(shù)據(jù)后，再其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。本發(fā)明的方法在本發(fā)明的文件系統(tǒng)中省略管理單元是一種比較特殊的情況，省略后也能提供需要的事務(wù)處理。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，還包括實現(xiàn)通用和特殊事務(wù)處理的步驟，所述步驟包括在所述物理文件系統(tǒng)單元設(shè)置遵從標準協(xié)議的標準物理文件系統(tǒng)和/或用戶定制的非標準物理文件系統(tǒng)，所述管理單元提供管理和實現(xiàn)標準和/或非標準物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，還包括實現(xiàn)物理文件系統(tǒng)跨平臺移植的步驟，所述步驟包括將物理文件系統(tǒng)從一個操作系統(tǒng)移植到所述物理文件系統(tǒng)單元，修改所述管理單元，提供管理和實現(xiàn)被移植的所述物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能。
本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，還包括接入從另一操作系統(tǒng)移植過來的、帶有與原操作系統(tǒng)或原硬件設(shè)備相關(guān)的信息的目標文件系統(tǒng)的步驟，所述步驟進一步包括在所述目標文件系統(tǒng)設(shè)置與所述的文件系統(tǒng)相應(yīng)的管理單元、文件算法實現(xiàn)單元和頂部驅(qū)動單元，并且將與所述的文件系統(tǒng)的相應(yīng)部分進行連接的步驟。
在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，也可進行目標物理文件系統(tǒng)的跨操作系統(tǒng)的移植，通過對管理單元和頂部驅(qū)動單元進行修改，使其提供支持移植的目標物理文件系統(tǒng)的通過和特殊功能，就能將目標物理文件系統(tǒng)從另一操作系統(tǒng)移植到本發(fā)明的文件系統(tǒng)中。
下面通過一個實施例，來說明在本發(fā)明的文件系統(tǒng)中添加用戶要求的特殊功能。在本實施例中，可通過在已有物理文件系統(tǒng)中增加相應(yīng)的功能，以及對管理單元和頂部驅(qū)動單元進行相應(yīng)修改，使得在文件系統(tǒng)增加用戶定制的某項功能。
現(xiàn)在，介紹如何在本發(fā)明的文件系統(tǒng)，在UDF物理文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加實現(xiàn)實時性的功能。
UDF2.01的協(xié)議規(guī)范包括了兩個部分，一個是標準部分，另一個是附加部分。標準部分實現(xiàn)了UDF文件系統(tǒng)的主體算法；而在附加部分中，規(guī)范定義了針對于實時性操作所需要的一些參數(shù)和方法。在現(xiàn)有的Linux不同的內(nèi)核版本中，如Linux 2.4.20內(nèi)核中實現(xiàn)的UDF 2.01版本和在Linux 2.6.1中實現(xiàn)的UDF 2.5，都是協(xié)議中的標準部分的實現(xiàn)。但是并沒有實現(xiàn)協(xié)議中的附加部分，也就是并不支持實時性的功能。
對于現(xiàn)有的Linux文件系統(tǒng)，雖然可以經(jīng)過努力在其中實現(xiàn)附加部分規(guī)定的實時性的功能，但是由于目前Linux文件系統(tǒng)采用了VFS的文件系統(tǒng)，使得上述的實時性功能，并沒有顯示出良好的性能。在VFS文件系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的進程管理、調(diào)度，內(nèi)存的管理等方面均通過VFS中的若干數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，如inode等。當通過上述方式進行數(shù)據(jù)的傳輸?shù)臅r候，所有的事務(wù)均由Linux內(nèi)核中的特殊進程調(diào)度算法進行。而Linux的內(nèi)核在實時性處理方面并沒有進行專門的設(shè)計，這使得這種非直接的方式，導(dǎo)致了某些具有用戶高優(yōu)先級的進程不能夠真的最快被處理。使得實時性的功能不能夠完全實現(xiàn)。目前Linux各版本中的UDF部分，并沒有包括標準UDF協(xié)議中擴展部分的實時性功能，也正是根源于此。
本發(fā)明所述的文件系統(tǒng)由于去除了VFS單元，并且引入了用戶自定義的用戶管理單元。所以可以通過專門的設(shè)計，良好支持上述實時性功能，解決標準Linux文件系統(tǒng)下，對于實時性功能支持不好的缺點。
圖5示出在本實施例下本發(fā)明的文件系統(tǒng)。在標準UDF物理文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在本發(fā)明的文件系統(tǒng)中增加實時性功能的流程或方法如下修改管理單元，使其除了常規(guī)的關(guān)于進程調(diào)度和內(nèi)存管理的相關(guān)實現(xiàn)之外，還要根據(jù)實時性的要求添加實現(xiàn)UDF協(xié)議以及用戶，關(guān)于實時性的特殊定制。這種特殊的定制，在此稱為“修改1”，如圖5中所示。
在UDF物理文件系統(tǒng)單元，添加具體實現(xiàn)UDF實時性功能要求的各種文件系統(tǒng)相關(guān)的算法、協(xié)議、規(guī)定，如果UDF已包含該實時性功能的話，本步驟可以省略。
修改頂部驅(qū)動單元，在這里，除了關(guān)于驅(qū)動的常規(guī)實現(xiàn)之外，還要添加實現(xiàn)UDF協(xié)議以及用戶，針對實時性要求的特殊定制，在圖5中稱為“修改2”。
通過上述方法增加實時性功能后，本發(fā)明的文件系統(tǒng)就可提供實時性功能，實現(xiàn)這一特殊事務(wù)處理。具體流程如下1.應(yīng)用程序的操作請求，首先進入輸入的接口轉(zhuǎn)換單元，在這里，操作請求的數(shù)據(jù)和參數(shù)等，將被翻譯為用戶定制的管理單元能夠理解的命令語言。
2.然后，進入管理單元，在這里根據(jù)實時性的要求，除了常規(guī)的關(guān)于進程調(diào)度和內(nèi)存管理的相關(guān)實現(xiàn)之外，還要實現(xiàn)UDF協(xié)議以及用戶，關(guān)于實時性的特殊定制。
3.此后，數(shù)據(jù)流進入UDF物理文件系統(tǒng)單元，具體實現(xiàn)UDF要求的各種文件系統(tǒng)相關(guān)的算法、協(xié)議、規(guī)定。
4.從UDF算法實現(xiàn)單元輸出后，數(shù)據(jù)流進入頂部驅(qū)動單元，在這里，除了關(guān)于驅(qū)動的常規(guī)實現(xiàn)之外，還要實現(xiàn)UDF協(xié)議以及用戶，針對實時性要求的特殊定制。
5.最后，進入出口接口轉(zhuǎn)換單元，在這里，將數(shù)據(jù)流中的各種數(shù)據(jù)，參數(shù)等轉(zhuǎn)化為底層驅(qū)動單元能夠理解的格式，輸入到底層文件系統(tǒng)中。
在本發(fā)明方法中，“修改1”是通過在管理單元2中添加實時性判斷和實時性處理等模塊進行的。當數(shù)據(jù)流進入管理單元后，其流程可按照圖6所示的方式進行1.進入管理單元后，首先進入“實時性判斷模塊”100，根據(jù)相應(yīng)標志位的說明，系統(tǒng)判斷此數(shù)據(jù)流是否為具有實時性的要求。
2.如果具有實時性的要求，那么進入“實時性處理模塊”102，按照UDF協(xié)議規(guī)范進行相應(yīng)的實時性功能的定制和實現(xiàn)。此步驟完成后，進到步驟4。
3.如果沒有實時性的要求，那么進入“通用數(shù)據(jù)處理操作模塊”101，進行相應(yīng)的處理后，進到步驟4。
4.上述輸出的數(shù)據(jù)流，進入進行其他功能處理的“其他功能管理模塊”103，之后完成此部分的實現(xiàn)，進入UDF的算法實現(xiàn)單元。
在本發(fā)明方法中，“修改2”是通過在頂部驅(qū)動單元4中修改或添加數(shù)據(jù)流類型或?qū)崟r性控制等模塊進行的。當數(shù)據(jù)流進入頂部驅(qū)動單元后，其流程可按照圖7所示的方式進行1.數(shù)據(jù)流經(jīng)過UDF物理文件系統(tǒng)單元處理后，輸出到頂部驅(qū)動單元。在這里首先判斷傳進來的數(shù)據(jù)流的類型，此功能由104模塊實現(xiàn)。按照“一般數(shù)據(jù)流”，“流媒體數(shù)據(jù)流”和“實時性數(shù)據(jù)流”三種情況，分別進入對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模塊進行處理。上述三個模塊分別在圖中表示為105模塊，106模塊和107模塊。
2.經(jīng)過處理后，數(shù)據(jù)流進入頂部驅(qū)動單元中的其他控制部分，圖中108模塊。
3.經(jīng)過頂部驅(qū)動單元的所有處理后，數(shù)據(jù)流進入出口接口轉(zhuǎn)換單元。
為了使本文件系統(tǒng)在實際使用中更為靈活，此系統(tǒng)可以設(shè)計為一個可安裝模塊，在不用對于Linux內(nèi)容的全部源文件進行重新編譯的情況下，將此可安裝模塊動態(tài)的插入運行中的內(nèi)核中，使之成為內(nèi)核的一個有機整體，從而實現(xiàn)本發(fā)明所述的新型文件系統(tǒng)所具有的各項特殊的功能；或者從內(nèi)核中移走已經(jīng)安裝了的模塊，從而取消Linux內(nèi)核對于新型文件系統(tǒng)的和各項特殊功能的支持。例如，在Linux中，其具體的實現(xiàn)方式使通過調(diào)用(module_init)(初始化新型文件系統(tǒng))和(module_exit)(推出新型文件系統(tǒng))來實現(xiàn)的。在初始化新型文件系統(tǒng)使，注冊新型文件系統(tǒng)；而在推出新型文件系統(tǒng)使，取消已經(jīng)注冊的新型文件系統(tǒng)。
在本發(fā)明的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法中，還可包括通過在管理單元中根據(jù)需要加入功能定制，如某些特定的功能定制，來提供所定制的功能，實現(xiàn)該功能要求的步驟。
本發(fā)明還提供本發(fā)明的文件系統(tǒng)中增加、刪除某項功能的增強文件系統(tǒng)功能的方法。如在物理文件系統(tǒng)單元中根據(jù)需要或定制增加、刪除相應(yīng)的物理文件系統(tǒng)，如提供該其功能的物理文件系統(tǒng)，或者在已有物理文件系統(tǒng)增加、刪除與該項功能對應(yīng)的相應(yīng)部分，如具有該功能的部分，通過修改管理單元和頂部驅(qū)動單元，如根據(jù)增加的物理文件系統(tǒng)或在物理文件系統(tǒng)增加的相應(yīng)部分，相應(yīng)修改管理單元和頂部驅(qū)動單元，以提供管理和實現(xiàn)所增加的物理文件系統(tǒng)或相應(yīng)部分所需要的通用和特殊功能以及驅(qū)動功能，進而實現(xiàn)功能，或者根據(jù)刪除和物理文件系統(tǒng)或從物理文件系統(tǒng)刪除相應(yīng)部分，修改管理單元和頂部驅(qū)動單元，從中刪除與之相對應(yīng)的對該項功能的支持以及驅(qū)動功能，進行實現(xiàn)從本發(fā)明的文件系統(tǒng)刪除該項功能。
本發(fā)明所述的一種操作系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，以及帶有本發(fā)明文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，可以用在，但不限于下列產(chǎn)品和技術(shù)中DVD錄像機，DVD攝像機，硬盤錄像機，硬盤攝像機，以及與DVD，硬盤等記錄介質(zhì)相關(guān)的產(chǎn)品、設(shè)備和技術(shù)。
最后應(yīng)該說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同的替換，對于不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種操作系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，所述文件系統(tǒng)包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，出口的接口轉(zhuǎn)換單元，其中，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接應(yīng)用程序單元和所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元與所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元與所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述頂部驅(qū)動單元與操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
2.一種操作系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，所述文件系統(tǒng)包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，出口的接口轉(zhuǎn)換單元，其中所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接應(yīng)用程序單元與所述管理單元，所述管理單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元和所述物理文件系統(tǒng)單元所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述管理單元與所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元與所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述頂部驅(qū)動單元與操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
3.如權(quán)利要求2所述的文件系統(tǒng)，其特征在于所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元用于將輸入的命令轉(zhuǎn)換成被所述管理單元所接受的格式，所述管理單元，對輸入的命令和數(shù)據(jù)進行處理，提供對物理文件系統(tǒng)的支持，所述物理文件系統(tǒng)單元包括所述物理文件系統(tǒng)，用于處理來自所述管理單元的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元處理后，到所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自所述頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的控制命令與數(shù)據(jù)，并將其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
4.如權(quán)利要求3所述的文件系統(tǒng)，其特征在于所述物理文件系統(tǒng)單元至少包括遵從標準協(xié)議的標準物理文件系統(tǒng)，用戶定制的非標準物理文件系統(tǒng)，增加的物理文件系統(tǒng)，和從其他操作系統(tǒng)移植過來的、用戶定制的物理文件系統(tǒng)中的一種，所述管理單元包括用于管理和實現(xiàn)這些物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能。
5.如權(quán)利要求3所述的文件系統(tǒng)，其特征在于所述管理單元還包括根據(jù)需要加入的功能定制，來提供該功能。
6.如權(quán)利要求3所述的文件系統(tǒng)，其特征在于，所述文件系統(tǒng)還包括從另一操作系統(tǒng)移植過來的、帶有與原操作系統(tǒng)或原硬件設(shè)備相關(guān)的信息的目標文件系統(tǒng)，所述目標文件系統(tǒng)包括與所述的文件系統(tǒng)相對應(yīng)的管理單元、物理文件系統(tǒng)單元和頂部驅(qū)動單元的部分或全部。
7.一種帶有如權(quán)利要求1-6任何一個所述的文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的操作系統(tǒng)，進一步包括含VFS的標準文件系統(tǒng)，其中，應(yīng)用程序中設(shè)立編譯開關(guān)，用于提供應(yīng)用單元的命令進入標準文件系統(tǒng)還是進入如權(quán)利要求1-6任何一個所述的文件系統(tǒng)的選擇。
9如權(quán)利要求8所述的操作系統(tǒng)，其特征在于，打開所述編譯開關(guān)，應(yīng)用單元的文件系統(tǒng)的操作命令指向新增加的系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用單元的命令通過所述新增加的系統(tǒng)調(diào)用，進入如權(quán)利要求1-6任何一個所述的文件系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求8所述的操作系統(tǒng)，其特征在于，在系統(tǒng)調(diào)用增加新的控制命令字，指向所述操作系統(tǒng)中的如權(quán)利要求1-6任何一個所述的文件系統(tǒng)的入口函數(shù)，來調(diào)用如權(quán)利要求1-6任何一個所述的文件系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求7所述的操作系統(tǒng)，其中，如權(quán)利要求1-6任何一個所述的文件系統(tǒng)作為一個模塊，被隨時加載到所述的操作系統(tǒng)或從該操作系統(tǒng)卸載。
12.如權(quán)利要求7所述的操作系統(tǒng)，其中，如權(quán)利要求1-6任何一個所述的文件系統(tǒng)可作為操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分。
13.一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，所述方法包括步驟設(shè)置包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元的文件系統(tǒng)，其中，應(yīng)用程序單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元，所述方法還包括步驟，通過所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元將輸入的命令進行轉(zhuǎn)換后提供給所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元包括物理文件系統(tǒng)，處理來自所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元處理后，到所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，通過所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自所述頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的、硬件設(shè)備能識別的控制命令與數(shù)據(jù)，并將其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
14.一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，所述方法包括步驟設(shè)置包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元的文件系統(tǒng)，其中，應(yīng)用程序單元連接所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元，所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接所述管理單元，所述管理單元連接所述物理文件系統(tǒng)單元，所述物理文件系統(tǒng)單元連接所述頂部驅(qū)動單元，所述頂部驅(qū)動單元連接所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元，所述方法還包括步驟，通過所述入口的接口轉(zhuǎn)換單元將輸入的命令轉(zhuǎn)換成被所述管理單元所接受的格式，通過所述管理單元對輸入的命令和數(shù)據(jù)進行處理，提供對物理文件系統(tǒng)的支持，在所述物理文件系統(tǒng)單元中包括所述物理文件系統(tǒng)，由此處理來自所述管理單元的命令和數(shù)據(jù)，命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由所述頂部驅(qū)動單元處理后，到所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元，通過所述出口的接口轉(zhuǎn)換單元將來自所述頂部驅(qū)動單元的命令和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為被操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元接受的、硬件設(shè)備能識別的控制命令與數(shù)據(jù)，并將其提供給操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。
15.如權(quán)利要求14所述構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述方法包括實現(xiàn)通用和特殊事務(wù)處理的步驟，所述步驟包括在所述物理文件系統(tǒng)單元設(shè)置遵從標準協(xié)議的標準物理文件系統(tǒng)和/或用戶定制的非標準物理文件系統(tǒng)，和通過所述管理單元提供管理和實現(xiàn)標準和/或非標準物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能。
16.如權(quán)利要求14或15所述構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述方法包括在所述管理單元中根據(jù)用戶需要加入功能定制，來實現(xiàn)該功能要求的步驟
17.如權(quán)利要求14或15所述構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于， 所述方法包括增加、刪除某項功能的步驟，所述步驟進一步包括在物理文件系統(tǒng)單元中增加、刪除相應(yīng)的物理文件系統(tǒng)，或在已有物理文件系統(tǒng)增加、刪除與該項功能相應(yīng)的部分，修改所述管理單元和頂部驅(qū)動單元，提供或刪除相應(yīng)的功能支持以及驅(qū)動功能。
18.如權(quán)利要求14或15所述構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于， 所述方法包括跨平臺移植用戶定制的功能的步驟，所述步驟進一步包括在所述物理文件系統(tǒng)單元增加從另一個操作系統(tǒng)移植過來的用戶定制的物理文件系統(tǒng)，修改所述管理單元和頂部驅(qū)動單元，提供管理和實現(xiàn)被移植的所述物理文件系統(tǒng)所需要的通用和特殊功能以及驅(qū)動功能。
19.如權(quán)利要求14或15所述的構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述方法包括接入從另一操作系統(tǒng)移植過來的、帶有與原操作系統(tǒng)或原硬件設(shè)備相關(guān)的信息的目標文件系統(tǒng)的步驟，所述步驟進一步包括在所述目標文件系統(tǒng)設(shè)置與所述的文件系統(tǒng)相應(yīng)的管理單元、物理文件系統(tǒng)單元和頂部驅(qū)動單元，并且將其與所述的文件系統(tǒng)的相應(yīng)部分進行連接的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種操作系統(tǒng)下的文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)包括入口的接口轉(zhuǎn)換單元，管理單元，物理文件系統(tǒng)單元，頂部驅(qū)動單元，出口的接口轉(zhuǎn)換單元。入口的接口轉(zhuǎn)換單元連接應(yīng)用程序單元與管理單元，管理單元連接入口的接口轉(zhuǎn)換單元和物理文件系統(tǒng)單元，物理文件系統(tǒng)單元連接管理單元與頂部驅(qū)動單元，頂部驅(qū)動單元連接物理文件系統(tǒng)單元與出口的接口轉(zhuǎn)換單元，和出口的接口轉(zhuǎn)換單元連接頂部驅(qū)動單元與操作系統(tǒng)的驅(qū)動單元。本發(fā)明的文件系統(tǒng)，減少了Linux標準文件系統(tǒng)下的VFS單元，減少了內(nèi)核尺寸，能實現(xiàn)各種用戶自行定制的特殊事務(wù)處理，以及能方便地實現(xiàn)跨操作系統(tǒng)的移植。本發(fā)明還包括帶有本發(fā)明文件系統(tǒng)的操作系統(tǒng)，以及涉及一種構(gòu)建及增強文件系統(tǒng)功能的方法。
文檔編號G06F9/44GK1841317SQ20051005985
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者孟宇, 張志剛, 王鴻鳴, 黑田昌芳 申請人:株式會社日立制作所