WebitOS中文件系统的设计与实现

论文摘要

WebitOS是一种嵌入式实时操作系统,文件系统是其中必要的部分,根据WebitOS的实际应用需要,本论文设计并实现一种轻型的文件系统。 现有的适合嵌入式的文件系统如FAT、JFFS等相对于WebitOS的应用来说,它们虽然在功能上都能满足要求,但实现上需要大量的代码以及相当的数据存储空间,这对于资源受限的WebitOS来说显得过于臃肿。本文在不增加额外存储空间,充分利用剩余程序空间的基础上,设计并实现了一种可在程序空间存储文件的轻型只读文件系统WebitFS。在设计上参考了文件系统的三层结构:即最上层是文件系统的用户接口层,中间层是高速缓存管理层,底层是驱动程序层。 本文在用户接口层中对POSⅨ提供的标准文件系统接口进行裁减,根据需要提供以下的接口:WebitFileOpen(), WebitFileRead(), WebitFileClose(), WebitFileTell(), WebitFileSeek(), WebitFileSize()接口供用户程序调用。考虑到具体应用的限制,WebitFS跳过中间的高速缓存管理层。由于文件系统建立在程序Flash上,驱动程序层实现简单,并且有较强的可移植性。 最后,本文在WebitOS上编写了一个HTTP的服务器的例子,该例子中用到本文的文件系统,编译通过,并在ATmega128的仿真器上成功的访问,该应用中没有利用额外的数据存储介质,在程序Flash上实现了文件的存储访问。

论文目录

• 独创性声明
• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题的背景
• 1.2 课题的提出
• 1.3 论文的组织
• 第二章 相关技术背景
• 2.1 嵌入式Internet简介
• 2.1.1 嵌入式Internet的发展
• 2.1.2 嵌入式Internet服务器
• 2.1.3 Webit——一种嵌入式Internet服务器
• 2.2 已有嵌入式文件系统简介
• 第三章 文件系统设计技术
• 3.1 文件的存储方式的设计
• 3.1.1 连续分配
• 3.1.2 连接表分配
• 3.1.3 索引方式的连续分配
• 3.1.4 I-节点
• 3.2 几种常见文件目录结构的设计
• 3.2.1 CP／M中的目录结构
• 3.2.2 MS-DOS中目录结构
• 3.2.3 UNIX中的目录结构
• 3.3 存储空间的管理
• 3.4 嵌入式文件系统的结构设计方式
• 3.4.1 驱动程序层的设计
• 3.4.2 高速缓冲层的设计
• 3.4.3 用户接口层的设计
• 第四章 WebitOS中文件系统的实现
• 4.1 总体设计思想
• 4.2 WebitFS文件系统中文件的实现
• 4.2.1 WebitFS中文件的结构
• 4.2.2 WebitFS中文件的类型
• 4.2.3 WebitFS中文件的存储
• 4.3 WebitFS文件系统中目录实现
• 4.3.1 WebitFS中目录项的实现
• 4.3.2 WebitFS中目录结构的实现
• 4.4 WebitFS中用户接口的实现
• 4.4.1 文件系统常用接口简介
• 4.4.2 接口的功能及实现
• 4.5 开发及调试工具
• 4.5.1 硬件环境
• 4.5.2 软件环境
• 第五章 系统性能分析及评价
• 5.1 文件系统的应用实例
• 5.2 存储空间利用率的分析
• 5.3 文件的读取速度
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 论文相关工作