diy文件系统上创建文件的流程

【0】README

0.1） source code are from orange’s implemention of a os , and for complete code , please visit https://github.com/pacosonTang/Orange-s-OS/tree/master/fs_create_file_p366 ；
0.2）本文总结的内容是干货，而且创建文件所涉及的代码调用太复杂，整理了出来，生怕它含在嘴里化了，所以发表上来；
0.3） 本创建文件的代码or steps 仅仅针对 orange‘s diy 的文件系统，如何建立diy的文件系统， refering to http://blog.csdn.net/pacosonswjtu/article/details/48919489

【1】引入文件描述符（file descriptor）

1）每当一个进程打开一个文件——无论是打开一个已存在的还是创建一个新的，该进程的进程表的filp 数组中就会分配一个位置，用于存放打开文件的fd指针；
2）文件描述符fd 的真正含义：它其实是一个数组的下标，循着这个下标，系统可以找到用以描述文件的inode 数据结构；

【2】 open（）函数——创建一个文件

2.1） 我们先看看创建文件的代码大致调用流程：

2.2） 创建文件的主要过程，其中最核心的函数是 do_open（）函数调用的 create_file() 函数，我们看一下它们的调用过程；

函数性能Analysis）

A0）int do_open（）：打开一个文件，返回文件描述符，文件名由用户进程（如TestA）通过消息传递过来；
**A1）int search_file（char *path）：** 查找该路径path 所标识的文件，并返回其对应的inode编号；
A2）struct inode * create_file(char * path, int flags)：转换带路径的文件名path 为纯文件名，并以纯文件名创建文件，并返回该文件的inode 指针（数据结构）；
- A2.1）int strip_path(char * filename, const char * pathname, struct inode ppinode)：**返回带路径的文件名pathname 对应的纯文件名filename，以及该文件所在文件夹的inode编号；
- A2.2）int alloc_imap_bit(int dev)：在dev标识分区的inode-map 中为即将被分配的inode 置为使用中（bit位=1），返回该inode 编号；
- A2.3）int alloc_smap_bit(int dev, int nr_sects_to_alloc)：在dev标识分区的sector-map 中为即将被分配的sector 置为使用中（bit位=1），返回该sector编号；
- A2.4）struct inode * new_inode(int dev, int inode_nr, int start_sect)：在dev标识分区中找到编号为inode_nr 的inode数据结构，并吧start_sect 写入该inode数据结构中，最后返回找出的inode数据结构（指针）；（因为，每个分区都有一个文件系统，他们所有的扇区都是以各自分区的第一个扇区为起始扇区，都是从0开始起算，故需要传入dev设备号以示选中具体的分区）
  - A2.4.1）struct inode * get_inode(int dev, int num)：参见 A4）；
  - A2.4.2）void sync_inode(struct inode * p)：一旦内存中的inode 数据结构发生改变，则立即写入磁盘（同步更新到磁盘）。这一项工作就是通过 sync_inode() 将inode 数据结构 p 写入硬盘的相应扇区来实现的；
- A2.5）void new_dir_entry(struct inode dir_inode,int inode_nr,char filename)：创建以inode_nr、filename 为根目录文件项的inode数据结构、文件名称，最后还要把根目录inode的数据结构 dir_inode 同步更新到硬盘上；
A3）int strip_path(char * filename, const char * pathname, struct inode ppinode)：**返回带路径的文件名pathname 对应的纯文件名filename，以及该文件所在文件夹的inode编号；
A4）struct inode * get_inode(int dev, int num)：从设备号dev 所标识的硬盘分区中，查找出编号为num 的inode数据结构（指针）；

【3】向 init_fs（）添加新内容

函数性能Analysis）：

A0）init_fs（）：初始化文件系统；
A1）void read_super_block(int dev)：将dev标识的硬盘分区中的超级块读入内存缓冲区fsbuf ，然后再copy到 super_block 数组；
A2）struct super_block * get_super_block(int dev)：返回dev标识的硬盘分区中的超级块指针（数据结构）；

【4】还有两个读写数据的宏（WR_SECT + RD_SECT），你可能需要了解：

Analysis）：
A1）WR_SECT(ROOT_DEV, sb.n_1st_sect) ：调用 WR_SECT宏，传入参数并接着调用 rw_sector(int io_type, int dev, u64 pos, int bytes, int proc_nr,
void* buf) 后，该宏表达的意思是（是文件系统进程 fs 向驱动程序hd 发送消息，消息类型是读取扇区内容到内容缓冲区fsbuf 中）：从硬盘or驱动器（ROOT_DEV的主设备号对应的驱动器）的分区中（ROOT_DEV的次设备号对应的分区）的第 sb.n_1st_sect扇区中读取 SECTOR_SIZE (==一个扇区的字节大小)字节到内存缓冲区fsbuf中；
A2）#define MAJOR(x) ((x >> MAJOR_SHIFT) & 0xFF) 和 #define MINOR(x) (x & 0xFF) ： 分别表示计算 x 的主设备号和次设备号，前者选择驱动程序（如选择硬盘驱动还是软盘驱动），后者表示选择某个硬盘（软盘）的分区；

Conclusion）：

C1） 你可以看到，创建一个文件，首先是用户进程如Test_A 发送消息DEV_OPEN，交给进程调度程序send_recv 处理；然后进程调度程序调用文件系统进程task_fs；然后文件系统进程task_fs在读写硬盘数据的时候，该读写工作是文件系统进程task_fs 通过进程调度程序send_recv 调用硬盘驱动程序task_hd 来实现的；然后硬盘驱动程序task_hd 读写完数据后，返回相应消息，以表示工作完成；（读写文件类似）
C2） 从上述创建文件的过程叙述可知，该过程涉及到进程间通信IPC，进程调度；