SylixOS 经得起检验的国产操作系统 （六）

       本篇文章介绍“内建文件系统”和“网络通信”。官网：http://www.sylixos.com。

内建文件系统

        SylixOS内部提供了多种标准的文件系统，方便用户使用，这些文件系统是SylixOS编译内核时内建的，如果需要更多的文件系统如：NTFS则需要通过内核模块运行时动态加入。

        SylixOS的文件系统实际上就是一组虚拟的设备驱动，它提供两组API接口，对上符合I/O系统虚拟文件系统（VFS）标准，对下要求设备符合块设备标准。文件系统在I/O系统中的结构如下图所示。

        SylixOS文件系统使用I/O系统提供的标准VFS进行挂载，然后通过标准I/O操作函数进行访问，换句话说，操作一个普通文件与操作一个设备文件没有什么不同。

        SylixOS目前内建的文件系统包括：

        1.        根文件系统

        2.        PROC文件系统

        3.        FAT文件系统

        4.        YAFFS文件系统

        5.        NFS文件系统

        6.        ROMFS文件系统

       其中ROMFS文件系统是只读文件系统，系统的关键性文件都可以放在此文件系统中确保安全。如果通过mount挂载文件系统则FAT、NFS，YAFFS也都可以挂载成只读文件系统。

        PROC文件系统是保存操作系统信息和进程信息的文件系统，这个文件系统对应的文件实体都在操作系统内核中，是内核反馈出来的运行参数和信息，例如每一个进程的进程号都是一个对应的文件夹，里面存放着进程当前运行的信息，例如：进程对应的可执行文件，进程打开的文件描述符表，进程消耗的内存信息，进程内部的动态链接库信息等等。

        SylixOS内部所有的设备（包括文件系统）都必须挂载到根文件系统上，根文件系统的设备名称非常特殊，为：“/”。所有的设备或者文件绝对路径都是以根符号起始的，也就是说操作系统查询一个设备总是从根文件系统开始的。

        SylixOS还提供了一些方便文件系统使用的组件，它们包括：磁盘分区检查工具，磁盘缓冲器，磁盘自动挂载工具等等。

其中磁盘分区检查工具可以自动的检查一个磁盘的分区情况，并且生成对应分区的逻辑设备，每个逻辑设备都可以进行文件系统挂载。

       磁盘缓冲器是一个特殊的块设备，他可以介于文件系统和磁盘之间，由于磁盘是低速设备，磁盘的读写速度远远低于CPU，所以为了解决这种速度不匹配，SylixOS提供了对应块设备的缓冲器。它可以极大的减少磁盘I/O的访问率，同时提高系统性能。当然引入磁盘缓冲器的原理同CPU的CACHE一样，所以它会带来存储器与磁盘中的数据短时间内不一致的现象，这个问题可以通过sync、fsync或者fdatasync 函数调用来同步数据。其中sync将阻塞当前线程，然后将系统中需要从缓存中回写的数据全部写入到设备中再返回。fsync表示将指定文件的缓存数据同步到物理磁盘中，fdatasync表示将指定文件的数据部分同步写入物理磁盘。

       磁盘自动挂载工具是将很多磁盘工具封装在一起的一个工具集。设备可以通过热插拔事件将物理磁盘块设备交给磁盘自动挂载工具，这个工具首先会为这个磁盘开辟磁盘缓冲，然后会自动进行磁盘分区检查，最后生成对应每个分区的虚拟块设备，最后这个工具会识别每一个分区的文件系统类型，并装载与之对应的文件系统，这样从用户角度来说，就可以在操作系统目录中看到对应挂载的文件系统目录了。

       带有磁盘缓冲器和分区处理工具的SylixOS块设备结构如下图所示。

网络通信

        SylixOS支持BSD标准的socket通信接口，这些接口包括：socketpair、socket、accept、bind、shutdown、connect、getsockname、getpeername、setsockopt、getsockopt、listen、recv、recvfrom、recvmsg、send、sendto、sendmsg等等，同时由于socket也是I/O系统的一部分，所以它支持read、write、ioctl、select、fcntl等等标准I/O的操作API。

        SylixOS的socket支持三类域它们分别是：

        1.        AF_INET       IPv4协议

        2.        AF_INET6     IPv6协议

        3.        AF_UNIX      UNIX域协议（socketpair仅支持AF_UNIX域）

        SylixOS系统网络系统构架如下图所示。

 

        AF_INET和AF_INET6可以用作互联网通信，例如浏览网页，发送电子邮件，传输文件，网络可视电话等等。

       在AF_INET和AF_INET6下支持的socket类型有：SOCK_STREAM、SOCK_DGRAM和SOCK_RAW，他们分别称作：流式套接字，用户数据报套接字和原始套接字。其中流式套接字使用TCP协议进行通信，它提供面向连接的，可靠的全双工管道通信。用户数据报套接字使用UDP协议进行通信，它提供非连接的，不可靠的通信。原始套接字可以让用户自行操作一些更加底层的通信，例如ICMP数据包等。

        AF_UNIX可以用作本机进程间双向管道通信，例如在POSIX系统中大多数支持多进程的图形系统，进程间都是使用AF_UNIX进行双向管道通信。最为著名的是X windows(X11或X)系统，这个系统使用非常广泛。在它之上运行着很多大型的图形界面，例如：GTK+。同样在嵌入式系统里面Qt的QWS也是借助AF_UNIX实现多进程间通信的。

 

（本篇结束）