用c语言写一个基于linux内核的文件系统代码

时间: 2024-05-05 13:21:25 浏览: 35
写一个基于Linux内核的文件系统代码是一个非常复杂的任务,需要对Linux内核有一定的了解,同时需要对文件系统的实现原理有深刻的理解。以下是一个基于ext2文件系统的简单示例: 1. 创建一个新的文件系统类型 首先,我们需要在文件系统类型列表中添加我们的新文件系统类型。我们可以在内核源代码中的`fs/filesystems.c`文件中找到文件系统类型列表,添加以下代码: ``` static struct file_system_type myfs_type = { .name = "myfs", .fs_flags = FS_REQUIRES_DEV, .mount = myfs_mount, .kill_sb = kill_block_super, }; ``` 这个结构体中的`name`字段是我们新文件系统的名称,`fs_flags`字段表示该文件系统需要底层设备支持,`mount`字段是挂载文件系统时调用的函数,`kill_sb`字段是卸载文件系统时调用的函数。 2. 创建一个新的超级块结构体 接下来,我们需要创建一个新的超级块结构体。超级块是文件系统的核心结构,它包含了文件系统的元数据信息,例如文件系统的大小、块大小、inode表的起始位置等等。我们可以在内核源代码中的`include/linux/fs.h`文件中找到超级块结构体定义,添加以下代码: ``` struct myfs_sb_info { struct super_block *sb; unsigned long block_size; unsigned long blocks_count; unsigned long inodes_count; unsigned long first_data_block; unsigned long inode_table_block; }; static struct myfs_sb_info *myfs_sb_info(struct super_block *sb) { return sb->s_fs_info; } ``` 这个结构体中包含了我们新文件系统的元数据信息,例如块大小、块数、inode数等等。`myfs_sb_info`函数用于获取超级块结构体中的`myfs_sb_info`结构体。 3. 实现文件系统挂载函数 接下来,我们需要实现文件系统挂载函数。文件系统挂载函数会在文件系统被挂载时调用,它需要执行以下操作: - 读取并验证超级块结构体; - 为文件系统创建根目录; - 返回文件系统的超级块结构体。 我们可以在`myfs_mount`函数中实现这些操作,例如: ``` static int myfs_fill_super(struct super_block *sb, void *data, int silent) { struct myfs_sb_info *sbi; struct buffer_head *bh; struct myfs_super_block *sb; struct inode *root_inode; int ret = -EINVAL; // 读取超级块结构体 bh = sb_bread(sb, 1); if (!bh) { printk(KERN_ERR "myfs: unable to read superblock\n"); goto out; } sb = (struct myfs_super_block *)bh->b_data; if (sb->magic != MYFS_SUPER_MAGIC) { printk(KERN_ERR "myfs: invalid magic number\n"); goto out; } // 验证超级块结构体的其他字段 // 创建根目录 root_inode = myfs_get_inode(sb->s_inode_size, sbi, S_IFDIR | 0755); if (!root_inode) { printk(KERN_ERR "myfs: unable to create root inode\n"); goto out; } // 返回超级块结构体 sb->s_op = &myfs_sb_ops; sbi = kzalloc(sizeof(*sbi), GFP_KERNEL); if (!sbi) { printk(KERN_ERR "myfs: unable to allocate sbi\n"); goto out_iput; } sbi->sb = sb; sbi->block_size = sb->s_block_size; sbi->blocks_count = sb->s_blocks_count; sbi->inodes_count = sb->s_inodes_count; sbi->first_data_block = sb->s_first_data_block; sbi->inode_table_block = sb->s_inode_table_block; sb->s_fs_info = sbi; return 0; out_iput: iput(root_inode); out: brelse(bh); return ret; } static struct dentry *myfs_mount(struct file_system_type *fs_type, int flags, const char *dev_name, void *data) { struct dentry *root; struct super_block *sb; int ret; sb = mount_bdev(fs_type, flags, dev_name, data, myfs_fill_super); if (IS_ERR(sb)) { printk(KERN_ERR "myfs: unable to mount filesystem\n"); return ERR_CAST(sb); } root = d_make_root(sb->s_root); if (!root) { printk(KERN_ERR "myfs: unable to create root dentry\n"); goto out; } return root; out: deactivate_locked_super(sb); return NULL; } ``` 在这个函数中,我们读取并验证超级块结构体,创建根目录,并返回超级块结构体。 4. 实现文件系统操作函数 最后,我们需要实现文件系统的操作函数,例如读取文件、写入文件、创建目录、删除目录等等。这些函数会在应用程序调用相应的系统调用时被调用。以下是一个简单的读取文件函数示例: ``` static ssize_t myfs_read_file(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos) { struct myfs_inode_info *info; struct buffer_head *bh; ssize_t ret; info = myfs_inode_info(file_inode(file)); bh = sb_bread(file_inode(file)->i_sb, info->i_block); if (!bh) { printk(KERN_ERR "myfs: unable to read block\n"); return -EIO; } ret = simple_read_from_buffer(buf, count, pos, bh->b_data, info->i_size); brelse(bh); return ret; } ``` 在这个函数中,我们获取文件的inode信息,读取文件的数据块,并将数据块中的数据复制到用户空间缓冲区中。 这只是一个非常简单的示例,实际的文件系统实现要比这个复杂得多。如果您想了解更多关于Linux文件系统的知识,建议您阅读相关的书籍或文章,例如《Linux内核设计与实现》等。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

Linux操作系统知识总结

Linux内核由多个子系统组成,包括进程调度、内存管理、虚拟文件系统和网络接口。内核版本通常由主版本号、次版本号和修订版本号组成,偶数次版本号表示稳定版,奇数表示开发版。例如,2.6.30.1是一个稳定的内核版本...
recommend-type

Linux操作系统下使用FrameBuffer直接写屏

以下是一个简化的示例代码片段,展示了如何使用FrameBuffer进行直接写屏操作: ```c #include "fbtools.h" int main() { FBDEV fb_dev; memset(&fb_dev, 0, sizeof(fb_dev)); strcpy(fb_dev.dev, "/dev/fb0"); ...
recommend-type

关于UNIX系统内核结构讲解的ppt

《UNIX系统内核结构讲解》PPT主要涵盖了UNIX系统的核心组成部分和历史演变,以及它在操作系统领域的...通过这个PPT,读者可以了解到UNIX如何从一个小型项目演变成一个广泛使用的操作系统,并对其核心机制有深入的认识。
recommend-type

韩顺平老师Linux_视频笔记.doc

4. **阅读书籍**:参考《鸟哥的私房菜》、《LINUX从入门到精通》、《LINUX内核完全剖解》等经典教材。 **Linux历史与发展**: - 1960年代的分时操作系统为后来的Unix奠定了基础。 - 1973年,KEN TOMPSON和Dennis ...
recommend-type

嵌入式开发教程之基于S3C2410A的嵌入式系统的U-Boot移植--千锋培训

在嵌入式系统开发中,U-Boot是一个关键的组件,它作为Bootloader,负责初始化硬件设备,建立内存映射,并加载操作系统内核。本教程将详细介绍如何在基于S3C2410A处理器的嵌入式系统中移植U-Boot。 1. **嵌入式系统...
recommend-type

C语言入门:欧姆定律计算器程序

"这篇资源是关于C语言的入门教程,主要介绍了计算机语言的种类,包括机器语言、汇编语言和高级语言,强调了高级语言,尤其是C语言的特点和优势。同时,通过三个简单的C语言程序示例,展示了C语言的基本语法和程序结构。 在C语言中,`main()`函数是程序的入口点,`printf()`和`scanf()`是输入输出函数,用于显示和获取用户输入的数据。在提供的代码段中,程序计算并输出了一个电路中三个电阻并联时的总电流。程序首先定义了变量`U`(电压),`R1`、`R2`、`R3`(电阻),以及`I`(电流)。然后使用`scanf()`函数接收用户输入的电压和电阻值,接着通过公式`(float)U/R1 + (float)U/R2 + (float)U/R3`计算总电流,并用`printf()`显示结果。 C语言是一种结构化编程语言,它的特点是语法简洁,执行效率高。它支持多种数据类型,如整型(int)、浮点型(float)等,并且拥有丰富的运算符,可以进行复杂的数学和逻辑操作。C语言的程序设计自由度大,但同时也要求程序员对内存管理和程序结构有深入理解。 在C语言中,程序的执行流程通常包括编译和链接两个步骤。源代码(.c文件)需要通过编译器转换成目标代码(.o或.obj文件),然后通过链接器将多个目标代码合并成可执行文件。在运行高级语言程序时,这个过程通常是自动的,由编译器或IDE完成。 在例2中,程序展示了如何定义变量、赋值以及输出结果。`a`和`b`被初始化为100和50,它们的和被存储在变量`c`中,最后通过`printf()`显示结果。例3则演示了如何使用函数来求两个数的最大值,通过定义`max`函数,传入两个整数参数,返回它们之间的最大值。 学习C语言,除了基本语法外,还需要掌握指针、数组、结构体、函数、内存管理等核心概念。同时,良好的编程规范和调试技巧也是必不可少的。对于初学者来说,通过编写简单的程序并逐步增加复杂度,可以有效提高编程技能和理解C语言的精髓。"
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

神经网络引擎:神经网络的训练与优化,探索高效训练的秘诀,加速人工智能的落地应用

![神经网络引擎](https://img-blog.csdnimg.cn/cabb5b6785fe454ca2f18680f3a7d7dd.png) # 1. 神经网络引擎概述** 神经网络引擎是一种强大的计算架构,专为处理复杂非线性数据而设计。它由大量相互连接的处理单元组成,称为神经元。这些神经元可以学习从数据中提取特征,并执行复杂的决策。 神经网络引擎的结构类似于人脑,它由输入层、隐藏层和输出层组成。输入层接收数据,隐藏层处理数据并提取特征,输出层生成预测或决策。神经元之间的连接权重是可学习的,通过训练数据进行调整,以优化网络的性能。 神经网络引擎被广泛应用于各种领域,包括图像识别
recommend-type

flowable的数据库表

Flowable是一个开源的工作流和业务流程管理平台,它主要基于Java构建,用于自动化任务、审批流程等企业应用。在数据库层面,Flowable使用的是H2作为默认数据库(适用于开发环境),但在生产环境中通常会选择更强大的MySQL或PostgreSQL。 Flowable的数据库包含多个核心表,用于存储工作流的数据,如流程定义、实例、任务、用户任务信息以及历史记录等。以下是一些关键的数据库表: 1. **ACT_RE_PROCDEF**: 存储流程定义的信息,包括流程ID、名称、版本等。 2. **ACT_RU_CASE**: 对于决策表(Decision Table)支持,存储case
recommend-type

C语言:掌握求三角形面积与基础编程实例

本篇C语言入门教程讲述了如何利用C语言求解三角形面积。首先,程序使用`#include "math.h"`导入数学库,以便使用`sqrt()`函数来计算面积。在`main()`函数中,用户通过`scanf()`函数输入三角形的三条边长`a`、`b`和`c`。接下来,程序计算半周长`s`,即半边长的三边之和的一半,公式为`s = (a + b + c) / 2`。然后,使用海伦公式计算面积,即`area = sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c))`,其中`s * (s - a)`、`(s - b)`和`(s - c)`分别代表三角形两个较小的两边和它们之间的夹角所对应的线段长度。 C语言在此处展示了其作为高级语言的优势,允许程序员使用相对简洁的代码表示复杂的数学运算,如`y=2x2+3x-1`转换为`area = sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c))`,使得代码更易于理解。此外,C语言的语法灵活,但又有一定限制,使得程序设计者可以高效地实现功能,同时保持较高的程序执行效率。 通过这个例子,初学者可以了解到C语言的基本结构,包括主函数`main()`的使用,变量声明和赋值,以及输入输出的处理。例如,`printf()`函数用于输出结果,`scanf()`用于接收用户的输入。同时,该教程也提到了C语言中的函数,如`max()`函数,虽然在这里没有详细实现,但它展示了C语言支持函数的使用,可以将复杂问题分解为独立可重用的部分。 这篇教程不仅教授了如何求解三角形面积,还展示了C语言的基本结构、输入输出处理以及函数的使用,是学习C语言编程的良好起点。通过实际操作和理解这些核心概念,读者可以逐渐掌握C语言并应用于其他计算问题的解决。