專利名稱：一種透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)文件系統(tǒng)功能的方法，特別是涉及一種能透明地擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，所謂“透明”指的是用戶和用戶態(tài)程序無法干預(yù)。
背景技術(shù)：
所有的計算機(jī)程序都要存儲信息和檢索信息。對于長期存儲的信息，有以下三個要求一是要有足夠的空間存儲信息。二是在使用信息的進(jìn)程終止時，信息必須保存下來。三是多個進(jìn)程可以并發(fā)存取信息。滿足以上三個要求的常用方法是把信息以一種稱之為“文件”的單元保存在磁盤或其他的外部存儲介質(zhì)上。文件是由操作系統(tǒng)來管理的。文件的命名、存儲空間的分配、文件的存取和使用等都是由操作系統(tǒng)中的“文件系統(tǒng)”管理單元來管理的。
文件系統(tǒng)可以被看成是一個多功能的管理器，它既是空間管理器、I/O管理器、目錄管理器，對于特殊的日志文件系統(tǒng)它還是事務(wù)管理器。一種操作系統(tǒng)可以支持多種不同的文件系統(tǒng)，例如Linux操作系統(tǒng)可以支持的文件系統(tǒng)有ext2、ext3、jfs、Reiserfs、xfs等。為了支持各種不同的文件系統(tǒng)，很多操作系統(tǒng)在設(shè)計之初就考慮到了兼容性，UFS就是UNIX的標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)界面，只要符合這個標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)都可以在UNIX上運(yùn)行。這樣就誕生了一個內(nèi)核的子系統(tǒng)-VFS(Virtual File System)虛擬文件系統(tǒng)層，它作為一個轉(zhuǎn)換開關(guān)來支持各種不同的文件系統(tǒng)。VFS提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)的操作集合來管理和操作文件，這些操作集合都是由相關(guān)的函數(shù)指針來定義的。操作系統(tǒng)將各種不同的對文件系統(tǒng)的請求通過系統(tǒng)調(diào)用接口提交到VFS層。VFS層經(jīng)過判斷，來決定這個請求由哪個底層文件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，從而調(diào)用相應(yīng)文件系統(tǒng)的操作處理函數(shù)。
各種文件系統(tǒng)都有自己的特長，有的文件系統(tǒng)寫大文件的性能高；有些文件對小文件的處理能力強(qiáng)；日志文件系統(tǒng)可以將改變文件系統(tǒng)的各個操作，記錄到日志中去，一旦系統(tǒng)崩潰，可以按照日志快速恢復(fù)文件系統(tǒng)的一致性。但是無論什么文件系統(tǒng)，它提供給用戶的功能大體相同，無外乎對文件的存取和目錄的管理等。如果用戶希望文件系統(tǒng)提供額外的附加功能，通常的方法是修改具體文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)函數(shù)，按照用戶的需求，添加對事務(wù)的處理。但是這種做法有兩個缺點(diǎn)，其一就是如果用戶希望多種文件系統(tǒng)都提供它所需要的功能，就必須逐一修改具體文件系統(tǒng)的代碼，這樣做的結(jié)果既不利于原來文件系統(tǒng)代碼的完整性，同時兼容性也很差。有人提出了修改VFS層的建議來解決兼容性的問題，但是這樣做的代價就是破壞了VFS層的標(biāo)準(zhǔn)，同時依然解決不了另外一個問題。另外一個問題就是，這樣對文件系統(tǒng)修改，滿足不了用戶隨時增加或撤銷對特殊事務(wù)處理的要求，靈活性很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，按照不同用戶的特殊需求，提供一種透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法。本發(fā)明還可以使用戶隨時根據(jù)需要啟動或者關(guān)閉對文件系統(tǒng)的特殊事務(wù)處理，而不影響原有的底層文件系統(tǒng)。
本發(fā)明所述的一種透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其文件系統(tǒng)包括虛擬文件系統(tǒng)VFS和底層文件系統(tǒng)，在VFS層標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口和底層文件系統(tǒng)接口之間，還包括一個夾層文件系統(tǒng)(Interlayer File System)，當(dāng)一個應(yīng)用程序發(fā)出一個文件系統(tǒng)的請求時，系統(tǒng)調(diào)用接口先將該請求提交給VFS層處理函數(shù)，VFS通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口將請求提交給夾層文件系統(tǒng)，由該夾層文件系統(tǒng)進(jìn)行特殊事務(wù)處理后，例如對數(shù)據(jù)加密，壓縮或者讀/寫的重定向等，再將事務(wù)提交給底層的具體文件系統(tǒng)，最后，由底層文件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)際的數(shù)據(jù)存取或輸入輸出。
如上所述的一種透明的擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，所述夾層文件系統(tǒng)為一個可隨時裝載或卸除裝載的模塊，當(dāng)模塊裝載后，夾層文件系統(tǒng)截獲VFS向下提交的請求；卸載模塊后，則恢復(fù)原來的操作流程，VFS層直接將請求提交底層文件系統(tǒng)，由底層文件系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)各種請求。
本發(fā)明所述方法可以在原有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的多種文件系統(tǒng)基礎(chǔ)上，截獲文件系統(tǒng)的請求，封裝自己的處理，增強(qiáng)文件系統(tǒng)的功能，并且不破壞VFS層的標(biāo)準(zhǔn)接口和具體文件系統(tǒng)的代碼完整性，實(shí)現(xiàn)各種特殊的應(yīng)用。


圖1為夾層文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為系統(tǒng)調(diào)用寫事務(wù)write的處理流程；圖3為夾層文件系統(tǒng)操作集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系圖；圖4為夾層文件系統(tǒng)讀超級塊interlayer_read_super.的操作流程圖；圖5為創(chuàng)建內(nèi)存inode的操作函數(shù)interlayer_read_inode流程圖；圖6為夾層文件系統(tǒng)寫操作interlayer_write流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明提出的夾層文件系統(tǒng)的概念是受了VFS的啟發(fā)，而VFS就是一個不可裝載的并且已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)的夾層文件系統(tǒng)。如果修改了VFS層的話，必將要求所有的文件系統(tǒng)都經(jīng)過特殊事務(wù)的處理，并且裝載的靈活性受到了限制。因此在VFS和具體文件系統(tǒng)(例如ext2，jfs，xfs等)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了夾層文件系統(tǒng)的概念。
如圖1所示，本發(fā)明并不是真正的實(shí)現(xiàn)一個具體的文件系統(tǒng)，而是在VFS層和具體文件系統(tǒng)之間封裝的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口，以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展文件系統(tǒng)的功能。在裝載了夾層文件系統(tǒng)的情況下，當(dāng)一個應(yīng)用程序發(fā)出一個文件系統(tǒng)的請求時，系統(tǒng)調(diào)用接口將該請求先提交給VFS層處理函數(shù)，VFS通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口將請求提交給夾層文件系統(tǒng)，由該夾層文件系統(tǒng)進(jìn)行特殊事務(wù)處理后，如對數(shù)據(jù)加密，壓縮或者讀/寫的重定向等，再將事務(wù)提交給底層的具體文件系統(tǒng)，最后，由底層文件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)際的數(shù)據(jù)存取或I/O。
VFS層提供的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口，包括四個操作函數(shù)集合關(guān)于超級塊的操作集合(super_operations)；關(guān)于i節(jié)點(diǎn)的操作集合(inode_operations)；關(guān)于文件的操作合集(file_operations)；關(guān)于地址空間的操作集合(address_space_operations)。其中inode_operations、file_operations和address_space_operations直接掛在文件系統(tǒng)的基本對象i節(jié)點(diǎn)上；而super_operations直接掛接在文件系統(tǒng)的超級塊上；同時i節(jié)點(diǎn)上保存有超級塊的指針，因此通過i節(jié)點(diǎn)可以間接訪問到per_operations。這四個操作集合都是由不同的函數(shù)指針組成的結(jié)構(gòu)，而這些函數(shù)指針則指向了具體的文件系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的操作函數(shù)。VFS層就是將各種文件系統(tǒng)的請求通過這四個操作集的調(diào)用提交給具體文件系統(tǒng)的。因此，只需要實(shí)現(xiàn)這四個操作集合，并且將自己實(shí)現(xiàn)的操作集合覆蓋到i節(jié)點(diǎn)和超級塊上的函數(shù)指針，就可以截獲VFS向下提交的請求了。
另外，為了增加系統(tǒng)的靈活性，根據(jù)操作系統(tǒng)提供的可裝載模塊的實(shí)現(xiàn)規(guī)則，通過將夾層文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為可裝載模塊，隨時可以根據(jù)用戶的需求動態(tài)的裝載和卸載夾層文件系統(tǒng)到操作系統(tǒng)的內(nèi)核中，來實(shí)現(xiàn)啟動和關(guān)閉對文件系統(tǒng)的特殊事務(wù)的處理過程。
圖2用系統(tǒng)調(diào)用寫操作的處理流程來進(jìn)一步說明上述的體系結(jié)構(gòu)。首先當(dāng)應(yīng)用程序請求寫操作時，操作系統(tǒng)將寫請求通過系統(tǒng)調(diào)用接口傳遞給虛擬文件系統(tǒng)的處理函數(shù)，虛擬文件系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)寫請求給夾層文件系統(tǒng)，夾層文件系統(tǒng)再通過對寫請求的數(shù)據(jù)塊壓縮/加密后重新組織寫磁盤的數(shù)據(jù)內(nèi)容，最后將新的數(shù)據(jù)內(nèi)容作為參數(shù)提交給底層文件系統(tǒng)JFS(日志文件系統(tǒng))進(jìn)行真正寫事務(wù)處理。
下面具體地以本發(fā)明應(yīng)用于壓縮文件系統(tǒng)和加密文件系統(tǒng)為例，說明基于JFS(Journal File System)日志文件系統(tǒng)，是如何利用夾層文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)壓縮的。
加密/壓縮文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理在于創(chuàng)建一個夾層文件系統(tǒng)，并封裝文件系統(tǒng)的讀和寫請求。通常情況下，當(dāng)應(yīng)用程序發(fā)出對文件系統(tǒng)的寫文件請求時，寫系統(tǒng)調(diào)用將此請求提交給VFS層，VFS再通過調(diào)用底層文件系統(tǒng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)寫操作；但是如果用戶請求對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮或者加密，即掛接了加密/壓縮夾層文件系統(tǒng)后，用戶的寫請求將會在VFS向底層文件系統(tǒng)提交時被截獲，先通過加密/壓縮夾層文件系統(tǒng)對寫數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容壓縮/加密，然后再調(diào)用底層文件系統(tǒng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)真正的寫文件操作。這就要求夾層文件系統(tǒng)的操作函數(shù)集合inode_operations、file_operations、super_operations和address_space_operations要覆蓋掉原有inode下掛接的JFS對應(yīng)的操作函數(shù)集合。如何將文件系統(tǒng)調(diào)用接口的實(shí)現(xiàn)函數(shù)指針指向帶有加密/壓縮功能的操作函數(shù)集是實(shí)現(xiàn)壓縮/加密文件系統(tǒng)的第一步。
考慮到inode是內(nèi)存中結(jié)構(gòu)，其下的屬性i_op和i_fop和i_mapping的成員a_ops分別指向文件系統(tǒng)的inode_operations、file_operations和address_space_operations，而這三個的屬性值是在讀磁盤i節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建內(nèi)存inode的過程中被賦值的，因此需要改寫創(chuàng)建內(nèi)存inode的過程，好讓inode的i_op和i_fop等指向夾層文件系統(tǒng)的操作函數(shù)。在創(chuàng)建內(nèi)存inode的過程中，不但需要調(diào)用真正底層文件系統(tǒng)的函數(shù)讀出磁盤i節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建內(nèi)存inode的各種屬性，同時還要求重定向inode的各個操作集合，即覆蓋操作集函數(shù)指針，詳見附圖5說明。
但是，創(chuàng)建inode的操作本身也屬于操作集合super_operations，因此為了覆蓋i_op和i_fop和i_mapping的成員操作集合a_ops，應(yīng)該首先覆蓋超級塊的super_operations。而這個操作集合是在文件系統(tǒng)被掛接的時候被安裝的，即在read_super時安裝的，所以應(yīng)該首先改寫read_super函數(shù)，詳見附圖4說明。
附圖3是夾層文件系統(tǒng)的主要操作集合和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系圖。從圖3中可以得知夾層文件系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)interlayer_fs包括了四個操作函數(shù)集合。其中o_fops是夾層文件系統(tǒng)的對象(文件、目錄和連接)各自的inode_operations、file_operations和super_operations組成的結(jié)構(gòu)。而這些操作集合最終將要調(diào)用具體的底層文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)函數(shù)，因此interlayer_fs中的o_caops保存了原來底層文件系統(tǒng)對象(文件、目錄和連接)的各自的inode_operations、file_operations和super_operations。如果需要的話可以加入日志的操作集合o_jrops和實(shí)現(xiàn)附加功能的操作集合o_addops，例如數(shù)據(jù)加密/解密，數(shù)據(jù)壓縮/解壓。
附圖4是夾層文件系統(tǒng)讀超級塊interlayer_read_super.的操作流程圖。如上所述，讀超級塊是為了在掛接文件系統(tǒng)時，覆蓋底層文件系統(tǒng)的super_operations。
第一步，分析掛接文件系統(tǒng)操作傳入的參數(shù)并且判斷底層文件系統(tǒng)的類型；初始化一個全局變量interlayer_cache為夾層文件系統(tǒng)超級塊內(nèi)存結(jié)構(gòu)，在這個結(jié)構(gòu)中保存底層文件系統(tǒng)的真正的超級塊指針和夾層文件系統(tǒng)操作結(jié)構(gòu)interlayer_fs。由于夾層文件系統(tǒng)并不是真正的文件系統(tǒng)，因此要保存真正文件系統(tǒng)的超級塊，以供后面真正的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)使用。
第二步，調(diào)用真正底層文件系統(tǒng)的read_super函數(shù)，讀出超級塊的內(nèi)容并且獲取底層文件系統(tǒng)的super_operations。
第三步，安裝夾層文件系統(tǒng)的super_operations。具體的實(shí)現(xiàn)方法是首先將底層文件系統(tǒng)的super_operations拷貝到夾層文件系統(tǒng)的超級塊的操作集屬性，然后判斷是否需要改變super_operations的某個操作，如果夾層文件系統(tǒng)的某個操作改變了原來的操作，就修改該操作的函數(shù)指針，令它指向的新的操作函數(shù)。這樣就保證了操作集合的完整性。如果夾層文件系統(tǒng)不需要改變的操作，就使用默認(rèn)原來的底層文件系統(tǒng)操作函數(shù)。
第四步，安裝根目錄節(jié)點(diǎn)(掛接點(diǎn))的inode_operations，file_operations和address_space_operations，令根目錄的各個操作集合指向新的操作函數(shù)。
第五步，函數(shù)返回。
附圖5是創(chuàng)建內(nèi)存inode的操作函數(shù)interlayer_read_inode流程圖。如上所述，重寫讀inode的操作是為了在創(chuàng)建內(nèi)存inode的同時，重定向inode的各個操作集合。
第一步，取出夾層文件系統(tǒng)的超級塊內(nèi)存結(jié)構(gòu)，也就是在read_super時讀出的全局變量interlayer_cache，通過它可以獲得底層文件系統(tǒng)的超級塊和各種操作集合。
第二步，調(diào)用底層文件系統(tǒng)的讀inode函數(shù)，根據(jù)磁盤inode在內(nèi)存中創(chuàng)建一個內(nèi)存inode結(jié)構(gòu)，并且給inode結(jié)構(gòu)的各種屬性賦值。
第三步，判斷inode的類型(目錄、文件還是鏈接)。分別為內(nèi)存inode安裝inode_operations，file_operations和address_space_operations。安裝操作集合的方法與安裝super_operations一樣。
第四步，函數(shù)返回。
附圖6是寫操作interlayer_write流程圖。從圖6中可以看到是如何封裝數(shù)據(jù)加密/壓縮操作的。通過圖6，可以清晰的看到夾層文件系統(tǒng)是如何在事務(wù)處理的過程中發(fā)揮作用的。
第一步，取出底層文件系統(tǒng)的file_opertions函數(shù)指針。
第二步，對write請求傳遞的參數(shù)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)進(jìn)行特殊處理。如對于壓縮文件系統(tǒng)在此可以利用壓縮算法，壓縮緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)；對于加密文件系統(tǒng)可以利用加密算法對緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
第三步，調(diào)用具體的底層文件系統(tǒng)的write函數(shù)，將處理過的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)真正的提交到I/O設(shè)備驅(qū)動，完成磁盤寫操作。
第四步，函數(shù)返回。
同樣，如果需要封裝該夾層文件系統(tǒng)的讀操作，具體的是編寫夾層文件系統(tǒng)的read函數(shù)，在讀出數(shù)據(jù)后，利用解壓縮算法將壓縮后的數(shù)據(jù)返回給用戶；或者利用解密算法對讀出的數(shù)據(jù)解密后，再拷貝返回給用戶。
通過上面的描述可以看出，僅僅通過對讀/寫操作的封裝，就可以實(shí)現(xiàn)透明的擴(kuò)充文件系統(tǒng)的功能，使文件系統(tǒng)具有加密/解密和壓縮/解壓的功能。其實(shí)夾層文件系統(tǒng)的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，利用對夾層文件系統(tǒng)讀/寫操作的封裝，還可以做到對讀/寫操作的重定向。同樣，可以控制的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅僅局限于讀/寫操作的封裝，通過封裝inode_operations、file_operations和address_space_operations中任意函數(shù)，夾層文件系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)更多的其他功能。
為了使夾層文件系統(tǒng)更加靈活，將夾層文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)為一個可安裝模塊，在不必對內(nèi)核重新編譯連接的條件下，將可安裝模塊動態(tài)地插入運(yùn)行中的內(nèi)核中，使之成為內(nèi)核的一個有機(jī)組成部分，便可使文件系統(tǒng)增加特殊的功能；或者從內(nèi)核中移走已經(jīng)安裝的模塊，從而取消文件系統(tǒng)對特殊事務(wù)的處理。例如，在Linux中，其具體實(shí)現(xiàn)方式是通過調(diào)用module_init(初始化夾層文件系統(tǒng))和module_exit(退出夾層文件系統(tǒng))來實(shí)現(xiàn)的。在初始化夾層文件系統(tǒng)的時候，注冊夾層文件系統(tǒng)；而在退出夾層文件系統(tǒng)的函數(shù)里，取消已注冊的夾層文件系統(tǒng)。
最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，對于不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其文件系統(tǒng)包括虛擬文件系統(tǒng)VFS和底層文件系統(tǒng)，其特征在于，在VFS層標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口和底層文件系統(tǒng)接口之間，還設(shè)置一個夾層文件系統(tǒng)(Interlayer File System)，當(dāng)一個應(yīng)用程序發(fā)出一個文件系統(tǒng)的請求時，系統(tǒng)調(diào)用接口先將該請求提交給VFS層處理函數(shù)；VFS通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口將請求提交給所述夾層文件系統(tǒng)；由該夾層文件系統(tǒng)進(jìn)行特殊事務(wù)處理后，再將事務(wù)提交給底層的具體文件系統(tǒng)；最后，由底層文件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)際的數(shù)據(jù)存取或輸入輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，通過重定向文件系統(tǒng)的操作集合實(shí)現(xiàn)特殊事務(wù)的處理，步驟包括步驟21，通過夾層文件系統(tǒng)讀超級塊interlayer_read_super的操作，覆蓋底層文件系統(tǒng)的超級操作集合super_operations；步驟22，在創(chuàng)建內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)的同時，重定向i節(jié)點(diǎn)的三種操作集合；步驟23，在夾層文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)i節(jié)點(diǎn)的各種操作集合函數(shù)，完成特殊事務(wù)的處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述步驟21進(jìn)一步包括分析掛接文件系統(tǒng)操作傳入的參數(shù)并且判斷底層文件系統(tǒng)的類型；初始化一個全局變量interlayer_cache為夾層文件系統(tǒng)超級塊內(nèi)存結(jié)構(gòu)，在這個結(jié)構(gòu)中保存底層文件系統(tǒng)的真正的超級塊指針和夾層文件系統(tǒng)操作結(jié)構(gòu)interlayer_fs；調(diào)用真正底層文件系統(tǒng)的讀超級塊read_super函數(shù)，讀出該超級塊的內(nèi)容并且獲取底層文件系統(tǒng)的超級操作super_operations；安裝夾層文件系統(tǒng)的超級操作super_operations；安裝根目錄節(jié)點(diǎn)(掛接點(diǎn))的inode_operations，file_operations和address_space_operations，令根目錄的各個操作集合指向新的操作函數(shù)；函數(shù)返回。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述安裝夾層文件系統(tǒng)的超級操作super_operations具體包括首先，將底層文件系統(tǒng)的超級操作super_operations拷貝到夾層文件系統(tǒng)的超級塊的操作集屬性；然后，判斷是否需要改變超級操作super_operations的某個操作，如果夾層文件系統(tǒng)的某個操作改變了原來的操作，就修改該操作的函數(shù)指針，令它指向新的操作函數(shù)；如果夾層文件系統(tǒng)不需要改變操作，就使用默認(rèn)原來的底層文件系統(tǒng)操作函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述步驟22進(jìn)一步包括取出夾層文件系統(tǒng)的超級塊內(nèi)存結(jié)構(gòu)；調(diào)用底層文件系統(tǒng)的讀inode函數(shù)，根據(jù)磁盤inode在內(nèi)存中創(chuàng)建一個內(nèi)存inode結(jié)構(gòu)，并且給inode結(jié)構(gòu)的各種屬性賦值；判斷inode的類型屬于目錄、文件還是鏈接，分別為內(nèi)存inode安裝i節(jié)點(diǎn)操作inode_operations，文件操作file_operations和地址空間操作address_space_operations；函數(shù)返回。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述步驟23進(jìn)一步包括取出底層文件系統(tǒng)的文件操作file_opertions或i節(jié)點(diǎn)操作inode_operations或地址空間操作address_space_operations的函數(shù)指針；對需要擴(kuò)充功能的對應(yīng)函數(shù)進(jìn)行特殊處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述夾層文件系統(tǒng)為一個可隨時裝載或卸除裝載的模塊，當(dāng)模塊裝載后，夾層文件系統(tǒng)截獲VFS向下提交的請求；卸載模塊后，則恢復(fù)原來的操作流程，VFS層直接將請求提交底層文件系統(tǒng)，由底層文件系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)各種請求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述模塊裝載是通過調(diào)用初始化夾層文件系統(tǒng)(module_init)來注冊夾層文件系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其特征在于，所述模塊卸載是通過調(diào)用退出夾層文件系統(tǒng)(module_exit)來取消已注冊的夾層文件系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透明擴(kuò)充文件系統(tǒng)功能的方法，其文件系統(tǒng)包括虛擬文件系統(tǒng)VFS和底層文件系統(tǒng)，在VFS層標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口和底層文件系統(tǒng)接口之間，還設(shè)置一個夾層文件系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)用程序發(fā)出一個文件系統(tǒng)的請求時，系統(tǒng)調(diào)用接口先將該請求提交給VFS層處理函數(shù)；VFS通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用接口將請求提交給所述夾層文件系統(tǒng)；由該夾層文件系統(tǒng)進(jìn)行特殊事務(wù)處理后，再將事務(wù)提交給底層的具體文件系統(tǒng)；最后由底層文件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)際的數(shù)據(jù)存取或輸入輸出。本發(fā)明可以在原有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的多種文件系統(tǒng)基礎(chǔ)上，截獲文件系統(tǒng)的請求，封裝自己的處理，增強(qiáng)文件系統(tǒng)的功能，并且不破壞VFS層的標(biāo)準(zhǔn)接口和具體文件系統(tǒng)的代碼完整性，實(shí)現(xiàn)各種特殊的應(yīng)用。
文檔編號G06F9/46GK1553325SQ0313812
公開日2004年12月8日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者吳江, 唐杰, 李麗虹, 吳 江 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司