5.0 NuttX File System

Alvin Peng

已于 2023-03-15 08:41:52 修改

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分类专栏： Nuttx 文章标签： nuttx file system 文件系统

于 2017-05-06 11:25:16 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/alvin_jack/article/details/71250007

本文介绍了NuttX操作系统中的文件系统，包括Pseudo Root File System和Mounted File Systems。NuttX的根文件系统是一个内存中的伪文件系统，支持挂载如VFAT、ROMFS、NXFFS和NFS等真实文件系统。文章还探讨了块设备驱动和文件系统的注册过程，以及mount流程。

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文章均出自个人理解

前言

前一段时间折腾了几个驱动（PWM、Serial、I2C），这次来折腾下，Nuttx的文件系统，之前看到手册上有好多xxxFs啥的，里面有提到以个可以执行二进制文件，听起来很有意思，现在开始来看看到底是怎么实现的呢。

Pseudo Root File System

Nuttx的根文件系统是一个简单的伪文件系统，这个文件系统存在内存中，是不需要任何存储介质或块设备驱动支持的，我的理解是在RAM中申请的一块区域，然后构建这个文件系统的，其内容是通过标准文件系统操作引用即时生成的，这句话说的容易理解点就是说，这个文件系统具备（open、close、write、read...）这些接口，还记得之前的文档中说道，nuttx是将所有的驱动向上都抽象成了这种接口的。

同样的在Linux/proc文件系统也是伪文件系统（原文翻译，我其实不懂linux，没细致去研究过），在我们之前编写的驱动（字符型、块驱动...）通过regist_driver(...)注册驱动时候，就是注册到这个伪根文件系统的，说道这里，其实这里的文件系统其实就是一个特定结构的数组（这里挖个坑，后面列举实例佐证）；

Mounted File Systems

之前提到的这种伪文件系统（Simple in-memory file system）可以被扩展为具备访问真实存储设备的块设备（block device），Nuttx是支持标准的mount（）接口，允许一个块设备绑定到伪文件系统的一个挂载点上的，目前Nuttx是支持标准的VFAT和ROMFS文件系统，以及Nuttx的NXFFS和网络文件系统客户端（NFS client），这里表达的意思有点含糊，简单的一句话应该是nuttx的伪文件系统可以为以下几种文件系统提供挂载点；

Comparison to Linux

这里和linux做个对比就是，nuttx的根文件系统是一个伪文件系统，真实的文件系统（存在真实的介质中）可能被挂载在这个伪文件系统中，而linux的根文件系统是真实存在与介质中的；通过读这段文字，我的理解还是猜测这里的伪文件系统就是指不会被保存，掉电就消失了，但是ta又具备文件系统所有的接口和功能罢了（这里改天还是要找出具体的例子来佐证）；

以下的文字是参考了《NuttX文件系统学习之关键数据结构及设备注册》文章

老规矩还是先来整理框架，前面翻译的文章让人没有清晰的结构，感觉有点云里雾里，直接开始梳理；

在Nuttx的文件系统中，定义了字符型驱动设备、块驱动设备、Mountpoint驱动设备...这里需要回忆下之前的字符型设备最关键的两个数据结构×_dev_s和×_ops_s，下面就先分析字符型设备注册的过程，来了解Nuttx的文件系统框架；

字符型驱动注册流程

之前在填充了×_dev_s和×_ops_s的数据结构后就调用了register_driver来注册；

int register_driver(FAR const char *path,
                    FAR const struct file_operations *fops,
                    mode_t mode,
                    FAR void *priv)
{
  FAR struct inode *node;
  int ret;

  /* Insert a dummy node -- we need to hold the inode semaphore because we
  * will have a momentarily bad structure.
  */

  inode_semtake();
  ret = inode_reserve(path, &node);
  if (ret >= 0)
  {
  /* We have it, now populate it with driver specific information.
  * NOTE that the initial reference count on the new inode is zero.
  */

  INODE_SET_DRIVER(node);

  node->u.i_ops = fops;
#ifdef CONFIG_FILE_MODE
  node->i_mode = mode;
#endif
  node->i_private = priv;
  ret = OK;
  }

  inode_semgive();
  return ret;
}

这里很明显，我们填充的两个驱动数据结构都被注册到了struct inode这个数据结构中了，实际这inode就是我们这次分析的切入点；

/* This structure represents one inode in the Nuttx pseudo-file system */

struct inode
{
  FAR struct inode *i_peer;  /* Link to same level inode */
  FAR struct inode *i_child; /* Link to lower level inode */
  int16_t i_crefs;           /* References to inode */
  uint16_t i_flags;          /* Flags for inode */
  union inode_ops_u u;       /* Inode operations */
#ifdef CONFIG_FILE_MODE
  mode_t i_mode;             /* Access mode flags */
#endif
  FAR void *i_private;       /* Per inode driver private data */
  char i_name[1];            /* Name of inode (variable) */
};union inode_ops_u u;       /* Inode operations */
#ifdef CONFIG_FILE_MODE
  mode_t i_mode;             /* Access mode flags */
#endif
  FAR void *i_private;       /* Per inode driver private data */
  char i_name[1];            /* Name of inode (variable) */
};

看到这里需要注意的两个关键