專利名稱：訪問專有文件系統(tǒng)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機技術，具體涉及在多操作系統(tǒng)情況下從一個操 作系統(tǒng)對另一操作系統(tǒng)的專有文件系統(tǒng)進行訪問的方法。
背景技術：
在當前以及未來的PC設備上，運行兩個或者多個操作系統(tǒng)(同步或者異步)己經(jīng)成為必然，比如雙模式電腦的多操作系統(tǒng)異步運行， 以及未來支持虛擬化技術下，多操作系統(tǒng)同步運行等等。從用戶需求的角度看，多個操作系統(tǒng)之間需要數(shù)據(jù)的共享，因為 這些數(shù)據(jù)都同屬于用戶。但是，在一個操作系統(tǒng)中使用另外一個操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存在很多障礙，尤其是專有文件系統(tǒng)，比如NTFS。另外， 由于文件系統(tǒng)的不開放，導致在知識產(chǎn)權以及兼容性上存在相當多的 問題?，F(xiàn)有的解決方案有兩類。 一種是運行專有文件系統(tǒng)的虛擬環(huán)境， 通過虛擬機來完成文件的讀取以及存儲等，比如Captive軟件操作 NTFS的方式。另一種根據(jù)已經(jīng)理解的文件系統(tǒng)結構去重新書寫文件系 統(tǒng)驅動，比如目前正在開發(fā)的Linux Kernel對NTFS的支持。以上這兩種方式最大的問題專有文件系統(tǒng)的知識產(chǎn)權問題。對于 第二種，專有文件系統(tǒng)的任何改變都會導致驅動失效。因此，需要一 種新的思路去解決類似于NTFS這樣專有文件系統(tǒng)的共享方式。NTFS 最主要的知識產(chǎn)權，存在于其文件系統(tǒng)驅動NTFS FSD和數(shù)據(jù)描述 NTFS Metadata (元數(shù)據(jù))。上述的解決方案基本上無法回避專有文件系統(tǒng)的知識產(chǎn)權問題。 因此，需要從操作系統(tǒng)及軟件架構的角度解決專有系統(tǒng)的共享問題
發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術的上述問題，完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提出 一種訪問專有文件系統(tǒng)的方法，它能夠在第二操作系統(tǒng)下訪問第一操 作系統(tǒng)專有的文件系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個方面，提供了一種描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織的方法， 包括步驟通過與不同的操作系統(tǒng)相對應的不同類型的元數(shù)據(jù)描述來描述同一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟包括通過與第一操作系統(tǒng)和第 二操作系統(tǒng)相對應的第一元數(shù)據(jù)描述和第二元數(shù)據(jù)描述來描述同一數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)組織。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述步驟包括在專有文件系統(tǒng)下增加附 加元數(shù)據(jù)描述來在不同專有系統(tǒng)下數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織。在本發(fā)明的另一個方面，提出了一種訪問專有文件系統(tǒng)的方法，包括利用軟件驅動來監(jiān)控在第一操作系統(tǒng)下對專有文件系統(tǒng)的操作；基于監(jiān)控結果形成用于描述所述專有文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)；將所述元數(shù) 據(jù)存儲在與所述專有文件系統(tǒng)無關的指定存儲區(qū)域；以及在第二操作系統(tǒng)下基于所述元數(shù)據(jù)訪問所述專有文件系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法還包括步驟以日志的方式記錄所 述專有文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在所述第二操作系統(tǒng)下的變化。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該方法還包括步驟基于所述日志在所述 第一操作系統(tǒng)下更新所述專有文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述日志僅僅能夠在所述第一操作系統(tǒng)下根據(jù)本發(fā)明的實施例，該所述監(jiān)控步驟包括通過回調(diào)機制，截 獲對所述專有文件系統(tǒng)的操作請求；以及通過所述第一操作系統(tǒng)的內(nèi) 部系統(tǒng)調(diào)用，獲得所述第一操作系統(tǒng)的內(nèi)核數(shù)據(jù)結構，作為所述監(jiān)控結果。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一操作系統(tǒng)是WINDOWS操作系 統(tǒng)，而所述第二操作系統(tǒng)是LINUX操作系統(tǒng)。利用本發(fā)明的方法，在專有文件系統(tǒng)運行環(huán)境中(比如，NTFS
的運行環(huán)境是微軟操作系統(tǒng))，通過Call-Back機制，在專有文件系統(tǒng) 上增加Shdl。該Shell的主要功能是截獲對專有文件系統(tǒng)的10操作， 根據(jù)這些10操作以及相應的數(shù)據(jù)塊描述，在專有文件系統(tǒng)之外保存 一塊區(qū)域，專門用來保存對數(shù)據(jù)塊的描述(metadata)。這樣，專有文 件系統(tǒng)下的數(shù)據(jù)除了本身的描述數(shù)據(jù)，還有另一套可以被解讀的新的 描述數(shù)據(jù)，根據(jù)該另一套描述數(shù)據(jù)，其它的操作系統(tǒng)可以比較容易的 訪問到原始數(shù)據(jù)塊，繞開專有文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)描述部分。


通過下面結合附圖對發(fā)明進行的詳細描述，將使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點更加明顯，其中圖l是用于說明在多操作系統(tǒng)情況下如何從一個操作系統(tǒng)訪問另 一操作系統(tǒng)下的專有文件的軟件結構示意圖；圖2示出了在WINDOWS系統(tǒng)下初始化和輔助元數(shù)據(jù)重構過程的 流程圖；圖3示出了啟動操作系統(tǒng)的過程；圖4示出了在WIND0WS系統(tǒng)下如何訪問輔助元數(shù)據(jù)的流程圖；以及圖5示出了在LINUX系統(tǒng)下訪問WINDOWS系統(tǒng)的專有文件系統(tǒng)的流程圖。
具體實施方式
下面，參考附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。在附圖中，雖 然示于不同的附圖中，但相同的附圖標記用于表示相同的或相似的組 件。為了清楚和簡明，包含在這里的己知的功能和結構的詳細描述將 被省略，否則它們將使本發(fā)明的主題不清楚。本發(fā)明的系統(tǒng)主要表現(xiàn)形式為一套軟件以及相應的文件系統(tǒng)驅 動。圖1就以NTFS為專有文件系統(tǒng)的范例，描述在Linux下，如何 通過本發(fā)明來實現(xiàn)多個操作系統(tǒng)下數(shù)據(jù)的共享。圖1是用于說明在多操作系統(tǒng)情況下如何從一個操作系統(tǒng)訪問另
一操作系統(tǒng)下的專有文件的軟件結構示意圖。如圖1所示，輔助元數(shù)據(jù)管理器(Auxiliary metadata manager,簡 稱AMM) 11是一個建立在Windows平臺的應用程序，主要功能是負 責管理Auxiliary Metadata中的日志內(nèi)容，完成Linux系統(tǒng)下，寫、修 改NTFS文件系統(tǒng)時留下的日志。另外，輔助元數(shù)據(jù)管理器11根據(jù) 日志內(nèi)容，調(diào)用Windows平臺的NTFS驅動14，按照日志信息，通過 介質或盤驅動器16對盤17進行真正的讀寫操作，以保持Metadata與 實際數(shù)據(jù)布局的一致性。圖1中，Shell部分包括NTFS I/O過濾器13以及VPB過濾器 15，它通過回調(diào)(Callback)機制，截獲對NTFS文件系統(tǒng)的操作請求， 通過Windows內(nèi)核的內(nèi)部系統(tǒng)調(diào)用，獲得FCB(文件控制塊)及CCB (命令控制塊)等Windows內(nèi)核數(shù)據(jù)結構，建立對整個NTFS文件系 統(tǒng)存儲映像的認知。然后將該映像認知重新組織成新的映像描述形式， 即輔助元數(shù)據(jù)，存儲在輔助元數(shù)據(jù)存儲區(qū)域18中。另外，輔助元數(shù)據(jù)管理器11隨Windows操作系統(tǒng)啟動而啟動， 并在系統(tǒng)中一直運行，輪詢輔助元數(shù)據(jù)，當發(fā)生改變則啟動日志的執(zhí) 行。當系統(tǒng)關機時，輔助元數(shù)據(jù)管理器11收到關機信號，則關閉文 件系統(tǒng)IO之前，完成日志更新任務，并把自己關閉。如圖1所示，NTFS I/O過濾器13掛接在Windows系統(tǒng)的I/O系 統(tǒng)管理器12上，從而截獲任何對NTFS系統(tǒng)的操作請求。VPB過濾 器15設置在Windows系統(tǒng)的文件系統(tǒng)驅動14和介質或盤驅動器16 之間，過濾任何從文件系統(tǒng)驅動14發(fā)來的巻參數(shù)塊VPB，從而獲得 對NTFS數(shù)據(jù)的具體操作請求。這樣，輔助元數(shù)據(jù)管理器11就可以用 輔助元數(shù)據(jù)來描述任何對NTFS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊的操作，并將輔助元數(shù) 據(jù)存儲在與Windows系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)存儲區(qū)無關的輔助元數(shù)據(jù)存儲區(qū) 域18中。在Linux端，構建了一個基于輔助元數(shù)據(jù)(Auxiliary Metadata) 的虛擬文件系統(tǒng)21，該虛擬文件系統(tǒng)21由輔助文件系統(tǒng)驅動22所驅 動，通過巻管理器23來訪問輔助元數(shù)據(jù)存儲區(qū)域18中的輔助元數(shù)據(jù)， 了解NTFS文件系統(tǒng)在磁盤上的布局，從而完成在Linux端的讀寫操
作。這里，對原來NTFS映像的修改(增、刪及修改)，通過日志操作 記錄在輔助元數(shù)據(jù)存儲區(qū)域18，由Shell (同步或者異步)完成修改 的更新操作。這樣，可以輔助元數(shù)據(jù)的形式建立對專有文件系統(tǒng)的合 法共享過程。圖2示出了在WINDOWS系統(tǒng)下初始化和輔助元數(shù)據(jù)重構過程的流程圖。如圖2所示，初始化過程由應用層的輔助元數(shù)據(jù)管理器11來啟動完成。首先，計算機在啟動時，自動加載輔助元數(shù)據(jù)管理器11 (步驟 S21)。在加載之后，輔助元數(shù)據(jù)管理器11首先檢査是否存在Shell程 序(步驟S22)。如果不存在Shall程序，則啟動Shell程序(步驟S23)。然后，輔 助元數(shù)據(jù)管理器11開始解釋或構造輔助元數(shù)據(jù)，以在內(nèi)存中構建一 個新的文件系統(tǒng)。構造輔助元數(shù)據(jù)的過程具體如下輔助元數(shù)據(jù)管理器11首先獲 得NTFS的根FCB (文件控制塊)節(jié)點(步驟S24)。然后，判斷是否 有FCB (步驟S25)。如果沒有，則流程結束。否則，巻管理器23獲 取與當前的FCB相對應的CCB (命令控制塊)禾卩VPB (巻參數(shù)塊) (步驟S26)。在獲得相應的CCB和VPB之后，根據(jù)對應CCB (命令控制塊) 和VPB (巻參數(shù)塊)數(shù)據(jù)結構中對于NTFS文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊的描述， 來組織輔助元數(shù)據(jù)的內(nèi)容，并通過巻管理器23將組織的輔助元數(shù)據(jù)寫 入輔助元數(shù)據(jù)存儲區(qū)域18中。然后，取下一FCB (步驟S28)，流程轉到步驟S25，重復上述的 操作。這樣，從該根節(jié)點開始，遍歷所有FCB (文件控制塊)，根據(jù) 對應CCB (命令控制塊)禾PVPB (巻參數(shù)塊)數(shù)據(jù)結構中對于NTFS 文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊的描述，來組織輔助元數(shù)據(jù)的內(nèi)容，最終使得輔助元 數(shù)據(jù)能夠完整地表述當前NTFS文件系統(tǒng)的狀態(tài)。圖3示出了啟動操作系統(tǒng)的過程。首先操作系統(tǒng)啟動(步驟S31)，同時，加載Shall驅動器(步驟S32)。 Shell作為Windows的一個缺
省的Driver,隨系統(tǒng)啟動而啟動。在加載了 Shall驅動器之后，Shell首先檢査輔助元數(shù)據(jù)存儲區(qū)域 18中的輔助元數(shù)據(jù)，從其中尋找日志記錄(步驟S23)。如果沒有曰 志，則流程結束。否則，Shall根據(jù)日志記錄，更新NTFS系統(tǒng)(步驟 S24)。下面對照圖4描述，在輔助元數(shù)據(jù)構造完成后，當NTFS的文件 系統(tǒng)發(fā)生變化(文件數(shù)據(jù)更新，刪增等)，輔助元數(shù)據(jù)管理器11如何 更改輔助元數(shù)據(jù)來保證與NTFS文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)描述的一致性。圖4示 出了在WINDOWS系統(tǒng)下如何訪問輔助元數(shù)據(jù)的流程圖。NTFS I/O過濾器13隨時判斷當前有無對NTFS的1/0請求。如 果有，則NTFS 1/0過濾器13截獲所有對NTFS的操作請求(步驟S41 )， 并按照當前時刻設立時間戳(步驟S42)。然后，NTFS 1/0過濾器13 回調(diào)到NTFS的FSD (文件系統(tǒng)驅動)14 (步驟S43)。當NTFS的FSD14處理完成數(shù)據(jù)布局，發(fā)送VPB (巻參數(shù)塊) 到介質或盤驅動器16之前，VPB過濾器15截獲處理后的信息，根 據(jù)時間戳，以及NTFSFSD的請求和FCB， CCB信息，獲得該數(shù)據(jù)在 磁盤17上的映像更改(步驟S44)。然后，將本次更改，通過VPB過濾器15轉化成相應的輔助元數(shù) 據(jù)，然后回調(diào)VPB(步驟S45),并判斷NTFS的修改操作是否成功(步 驟S46)。如果沒有成功，則流程轉到步驟S44，重復上述的步驟。如 果NTFS的修改操作成功，則重新修改輔助元數(shù)據(jù)(步驟S47)。圖5示出了在LINUX系統(tǒng)下訪問WINDOWS系統(tǒng)的專有文件系 統(tǒng)的流程圖。在Linux端的正常使用過程是指，Linux上的應用程序使用和訪 問輔助文件系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)的過程。輔助文件系統(tǒng)驅動22被看成一個新型的文件系統(tǒng)，它掛接在VFS (虛擬文件系統(tǒng))21上，并作為Linux識別NTFS數(shù)據(jù)的主元數(shù)據(jù)， 通過該主元數(shù)據(jù)，Linux的應用完全可以操控NTFS所控制的數(shù)據(jù)區(qū)。當Linux上的應用程序訪問NTFS文件系統(tǒng)對應的數(shù)據(jù)時(步驟 S51)， Linux的VFS (虛擬文件系統(tǒng))21首先檢查輔助文件系統(tǒng)驅動
22是否存在(步驟S52)。如果存在其它的文件系統(tǒng)，則加載其它的 文件系統(tǒng)驅動(步驟S53)。如果不存在輔助文件系統(tǒng)驅動22，則調(diào)相應的文件系統(tǒng)驅動程序 進入到內(nèi)存中來，并執(zhí)行(步驟S54)。然后，輔助文件系統(tǒng)驅動22 首先按照約定通過巻管理器23訪問輔助元數(shù)據(jù)存儲區(qū)域18中的輔助 元數(shù)據(jù)(步驟S55)，并依據(jù)元數(shù)據(jù)的內(nèi)容構建對NTFS文件系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)塊描述(步驟S56)。當輔助文件系統(tǒng)驅動22存在時，按照其文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)的描 述，來進行文件操作(步驟S57)。因為輔助元數(shù)據(jù)描述的是NTFS文 件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)布局，所以Linux下的應用在輔助元數(shù)據(jù)指引下訪問的 數(shù)據(jù)塊和NTFS是同一數(shù)據(jù)。這樣，就實現(xiàn)Linux系統(tǒng)對NTFS數(shù)據(jù) 的訪問。輔助文件系統(tǒng)滿足作為文件系統(tǒng)的各種基本要求 *能夠創(chuàng)建，修改和刪除文件*能夠在安全和可控的方式共享文件并在它們之間傳遞信息 *能夠以適于應用程序的形式來使文件的內(nèi)容結構化 *能夠通過它們的符號/邏輯名，而不是物理設備名稱，來識別存 儲的文件*能夠邏輯地査看數(shù)據(jù)，而不處理更詳細的物理視圖同時，輔助文件系統(tǒng)也是一個日志型文件操作系統(tǒng)，它對輔助元 數(shù)據(jù)的所有修改操作，都被記錄到日志中。需要注意的是，它與傳統(tǒng) 日志文件系統(tǒng)并不相同，因為輔助元數(shù)據(jù)還要實現(xiàn)NTFS的統(tǒng)一，所以并不刪除日志。相反，刪除日志操作是在WhKk)WS系統(tǒng)下由Shdl驅動來完成的。上面的描述僅用于實現(xiàn)本發(fā)明的實施方式，本領域的技術人員應 該理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的任何修改或局部替換，均應該屬于 本發(fā)明的權利要求來限定的范圍，因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權 利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1. 一種描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織的方法，包括步驟通過與不同的操作系統(tǒng)相對應的不同類型的元數(shù)據(jù)描述來描述同一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟包括通過與第一操作系統(tǒng)和第二操作系統(tǒng)相對應的第一元數(shù)據(jù)描述 和第二元數(shù)據(jù)描述來描述同一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)組織。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟包括在專有文件系統(tǒng)下增加附加元數(shù)據(jù)描述來在不同專有系統(tǒng)下數(shù) 據(jù)的數(shù)據(jù)組織。
4. 一種訪問專有文件系統(tǒng)的方法，包括步驟利用軟件驅動來監(jiān)控在第一操作系統(tǒng)下對專有文件系統(tǒng)的操作；基于監(jiān)控結果形成用于描述所述專有文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)；將所述元數(shù)據(jù)存儲在與所述專有文件系統(tǒng)無關的指定存儲區(qū)域；以及在第二操作系統(tǒng)下基于所述元數(shù)據(jù)訪問所述專有文件系統(tǒng)。
5. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括步驟以日志的方式記錄所述專有文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在所述第二操作系 統(tǒng)下的變化。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，還包括步驟 基于所述日志在所述第一操作系統(tǒng)下更新所述專有文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述日志僅僅能夠在所述第一操作系統(tǒng)下被刪除。
8. 如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控步驟包括通過回調(diào)機制，截獲對所述專有文件系統(tǒng)的操作請求；以及 通過所述第一操作系統(tǒng)的內(nèi)部系統(tǒng)調(diào)用，獲得所述第一操作系統(tǒng) 的內(nèi)核數(shù)據(jù)結構，作為所述監(jiān)控結果。
9.如權利要求4到8之一所述的方法，其特征在于，所述第一操 作系統(tǒng)是WINDOWS操作系統(tǒng)，而所述第二操作系統(tǒng)是LINUX操作系
全文摘要
公開了一種訪問專有文件系統(tǒng)的方法，以解決在一個操作系統(tǒng)下訪問另一操作系統(tǒng)專有的文件系統(tǒng)所引起的知識產(chǎn)權問題。該方法包括步驟利用軟件驅動來監(jiān)控在第一操作系統(tǒng)下對專有文件系統(tǒng)的操作；基于監(jiān)控結果形成用于描述所述專有文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)；將所述元數(shù)據(jù)存儲在與所述專有文件系統(tǒng)無關的指定存儲區(qū)域；以及在第二操作系統(tǒng)下基于所述元數(shù)據(jù)訪問所述專有文件系統(tǒng)。利用本發(fā)明的方法，可以從操作系統(tǒng)及軟件架構的角度解決專有文件系統(tǒng)的共享問題。
文檔編號G06F17/30GK101211358SQ200610171669
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月31日 優(yōu)先權日2006年12月31日
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