文件系統和檢索、寫入、修改或刪除文件的方法與裝置的製作方法
2023-06-06 08:39:31
專利名稱：：文件系統和檢索、寫入、修改或刪除文件的方法與裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及文件系統
技術領域：
，具體涉及一種文件系統和該文件系統中檢索、寫入、修改或刪除文件的方法與裝置。
背景技術：
：現在流行的文件系統種類有很多，如EXT2、EXT3、EXT4、JFS(JournalFileSystem)>GFS(DistributedFileSystem)、ReiserFS(ReiserFileSystem)>GoogleFS(GoogleFileSystem)>ZFS(ZettabyteFileSystem)等等。如圖1，上述種類的文件系統採用的是超級塊(Superblock)-索引節點(inode)-數據塊(datablock)三層結構。文件系統首先被分成一個個的物理塊(block)，這些物理塊被劃分成超級塊和索引節點區及數據區。超級塊位於文件卷的第一個block，其存儲的數據是文件卷的控制信息，其中包括文件系統的目錄結構樹的根目錄。數據區的datablock用來存放文件的內容。索引節點區保存有目錄結構樹和對應於各個文件的inode。inode中保存有文件的屬性和存儲地址，該存儲地址指向保存該文件內容的dateblock。在進行文件檢索時，採用的方法是利用Superblock下的目錄結構樹，以全路徑文件名為關鍵字，通過目錄索引項(Direntry,Dentry)逐級進行檢索。在實際應用中，用戶常常需要採用多種檢索方式，例如在採用文件名進行檢索以外，可能還需要以文件大小或者修改時間等方式進行檢索。但是，現有的文件系統僅支持以文件名進行檢索，不支持其它的檢索方式。
發明內容本發明實施例提供一種文件系統和該文件系統中檢索、寫入、修改或刪除文件的方法與裝置。一種文件系統，包括超級塊區、索引節點區以及數據塊區；所述超級塊區包括至少兩個超級塊作為文件的不同屬性的檢索入口；所述索引節點區包括與每個超級塊對應的屬性索引項列表，以及與數據塊區存儲的每個文件對應的索引節點，每個所述屬性索引項列表保存一種文件屬性與索引節點編號的對應關係，所述索引節點保存有文件的屬性和存儲地址，所述存儲地址指向數據塊區存放該文件的數據塊。一種文件系統中檢索文件的裝置，所述文件系統為上述的文件系統，所述裝置包括接收單元，用於接收文件檢索請求，所述文件檢索請求包含請求檢索文件的屬性；匹配單元，用於根據所述文件檢索請求包含的請求檢索文件的屬性確定相應的超級塊，將所述請求檢索文件的屬性與所述超級塊對應的屬性索引項列表進行匹配，獲得對應的索引節點編號；獲取單元，用於從所述索引節點編號表示的索引節點中獲取所述請求檢索文件的各種屬性和存儲地址，從所述存儲地址表示的數據塊中獲取所述請求檢索文件的內容。一種文件系統中寫入文件的裝置，所述文件系統為上述的文件系統，所述裝置包括接收單元，用於接收文件寫入請求；第一建立單元，用於通過所述目錄超級塊在對應的目錄索引項列表中建立請求寫入文件的目錄索引項，所述目錄索引項包括所述請求寫入文件的目錄與索引節點編號的對應關係；寫入單元，用於將請求寫入文件的屬性寫入所述索引節點編號表示的索引節點中，將請求寫入文件的內容寫入所述索引節點指向的數據塊中；第二建立單元，用於通過對應於目錄以外其它屬性的屬性超級塊在相應的屬性索引項列表中建立請求寫入文件的各個屬性索引項。一種文件系統中修改及刪除文件的裝置，所述文件系統為上述的文件系統，所述裝置包括接收單元，用於接收文件修改請求或文件刪除請求；第一修改單元，用於根據所述文件修改請求或文件刪除請求修改或刪除該文件對應的索引節點；第二修改單元，用於通過對應於該文件的各個屬性的超級塊在各個屬性索引項列表中修改或刪除所述文件的各個屬性索引項。一種文件系統中檢索文件的方法，所述文件系統為上述的文件系統，所述方法包括接收文件檢索請求，所述文件檢索請求包含請求檢索文件的一種屬性；根據所述文件檢索請求包含的請求檢索文件的屬性確定相應的超級塊，將所述請求檢索文件的屬性與所述超級塊對應的屬性索引項列表進行匹配，獲得對應的索引節點編號；從所述索引節點編號表示的索引節點中獲取所述請求檢索文件的各種屬性和存儲地址，從所述存儲地址表示的數據塊中獲取所述請求檢索文件的內容。一種文件系統寫入文件的方法，所述文件系統為上述的文件系統，所述方法包括接收文件寫入請求；通過所述目錄超級塊在對應的目錄索引項列表中建立請求寫入文件的目錄索引項，所述目錄索引項包括所述請求寫入文件的目錄與索引節點編號的對應關係；將請求寫入文件的屬性寫入所述索引節點編號表示的索引節點中，將請求寫入文件的內容寫入所述索引節點指向的數據塊中；通過對應於目錄以外其它屬性的屬性超級塊在相應的屬性索引項列表中建立請求寫入文件的各個屬性索引項。一種文件系統修改或刪除文件的方法，所述文件系統為上述的文件系統，所述方法包括接收文件修改請求或文件刪除請求；根據所述文件修改請求或文件刪除請求修改或刪除該文件對應的索引節點；通過對應於該文件的各個屬性的超級塊在各個屬性索引項列表中修改或刪除所述文件的各個索引項。本發明實施例提供的文件系統，包括至少兩個超級塊作為文件的不同屬性的檢索入口，每個超級塊對應一種屬性索引項列表，每個屬性索引項列表保存一種文件屬性與索引節點編號的對應關係，從而，該文件系統通過對應於文件的不同屬性的超級塊和屬性索引項列表提供了不同的檢索方式，解決了現有技術中文件系統只能提供以文件名作為屬性進行檢索的單一的檢索方式存在的問題。圖1是現有技術的文件系統的結構示意圖；圖2是本發明實施例的文件系統的結構示意圖；圖3是本發明實施例的文件系統在文件卷中的布局示意圖；圖4是本發明實施例的文件系統中檢索文件的裝置的結構示意圖；圖5是本發明實施例的文件系統的文件檢索過程的示意圖；圖6是本發明實施例的文件系統中寫入文件的裝置的結構示意圖；圖7是本發明實施例的文件系統中修改及刪除的裝置的結構示意圖；圖8是本發明實施例的文件系統中檢索文件的方法的流程圖；圖9是本發明實施例的文件系統中寫入文件的方法的流程圖；圖10是本發明實施例的文件系統中修改或刪除文件的方法的流程圖。具體實施例方式本發明實施例提供一種文件系統，包括超級塊區和索引節點區以及數據塊區；超級塊區包括至少兩個超級塊作為文件的不同屬性的檢索入口；索引節點區包括與每個超級塊對應的屬性索引項列表，以及與數據塊區存儲的每個文件對應的索引節點，每個屬性索引項列表保存一種文件屬性與索引節點編號的對應關係，索引節點保存有文件的屬性和存儲地址，該存儲地址指向數據塊區存放該文件的數據塊。本發明實施例還提供該文件系統中檢索、寫入、修改或刪除文件的方法與裝置。以下分別進行詳細說明。本發明實施例提供一種文件系統。文件系統是一種在存儲介質例如磁碟上管理文件信息的系統，用於對文件存儲空間進行組織和分配，負責文件存儲。請參考圖2，本實施例的文件系統包括超級塊區101和索引節點區102以及數據塊區103。其中，超級塊區101包括至少兩個超級塊作為文件的不同屬性的檢索入口；索引節點區102包括與每個超級塊對應的屬性索引項列表，以及與數據塊區存儲的每個文件對應的索引節點，每個屬性索引項列表保存一種文件屬性與索引節點編號的對應關係，索引節點保存有文件的屬性和存儲地址，該存儲地址是數據塊區存放該文件的數據塊的地址。與現有技術的僅包括一個目錄超級塊，只能根據目錄進行檢索的文件系統的不同之處在於，本發明文件系統的超級塊區包括一個由至少兩個超級塊組成的超級塊組(SuperBlockGroup)。其中的每個超級塊對應文件的一種屬性，具體是與索引節點區保存的一種屬性索引項列表連結，以提供對應該種文件屬性的檢索方式，以便於用戶通過文件的該種屬性進行文件檢索。從而，該文件系統通過對應於文件的不同屬性的超級塊和屬性索引項列表提供了不同的檢索方式，解決了現有技術中文件系統只能提供以文件名作為屬性進行檢索的單一的檢索方式存在的問題本發明實施例中，文件的屬性可以包括文件名、文件大小、修改時間、用戶名等任何能夠對文件進行區分的屬性。每個文件的所有屬性均保存在該文件對應的索引節點中。本發明文件系統中，超級塊區可以包括作為目錄檢索入口的目錄超級塊(DirSuperblock)。超級塊區還可以包括作為關鍵字檢索入口的關鍵字超級塊(KeywordSuperblock)，作為大小檢索入口的大小超級塊(SizeSuperblock)，作為修改時間檢索入口的時間超級塊(TimeSuperblock)，以及作為用戶檢索入口的用戶超級塊^serSuperblock)中的至少一個超級塊，可以包括其中的一個超級塊，也可以包括其中的多個超級塊，還可以包括所列舉的全部超級塊。需要說明的是，本發明的文件系統還可以包括其它文中未列舉的超級塊，這些超級塊對應於其它任何能夠對文件進行區分的屬性。每一個超級塊是一種檢索入口，對應於一種屬性索引項列表。屬性索引項列表至少包括對應於目錄超級塊的目錄索引項(DirEntry)列表，還可以包括對應於關鍵字超級塊的關鍵字索引項(KeywordEntry)列表，對應於大小超級塊的大小索引項(SizeEntry)列表，對應於時間超級塊的時間索引項(TimeEntry)列表，以及對應於用戶超級塊的用戶索引項(UserEntry)列表中的一個或多個屬性索引項列表。下面對各個超級塊對應的各種索引方式做進一步說明目錄超級塊是目錄索引方式的檢索入口，支持以文件名進行文件檢索。與目錄超級塊對應的目錄索引項列表。目錄索引項列表可以採用列表方式構建，也可以採用目錄結構樹方式構建。目錄索引項列表中包含多個目錄索引項(DirEntry)，每個目錄索引項對應一個文件。每個目錄索引項中保存有對應文件的文件名以及對應索引節點的編號。當用戶通過文件名進行檢索時，將收到的請求檢索文件的文件名與目錄索引項列表進行匹配，找到對應的目錄索引項，獲取對應的索引節點的編號，進而可以從該編號表示的索引節點中，獲取文件的屬性和存儲地址，再通過該存儲地址在相應的數據塊中獲取文件的內容。時間超級塊是時間索引方式的檢索入口，對應於時間索引項列表。時間索引項列表中包含多個時間索引項(TimeEntry)，每個時間索引項對應一個文件。時間索引項至少包括所對應文件的修改時間和保存該文件的屬性與存儲地址的索引節點的編號。當用戶通過修改時間進行檢索時，將收到的請求檢索文件的修改時間與時間索引項列表進行匹配，找到對應的時間索引項，即可獲得請求檢索文件對應的索引節點的編號，進而可以從該編號所表示的索引節點中獲取文件的屬性和存儲地址，再從該存儲地址的數據塊中獲取文件的內容。關鍵字超級塊是關鍵字索引方式的檢索入口，對應於關鍵字索引項列表。關鍵字索引項列表中包含多個關鍵字索引項(KeywordEntry)，每個關鍵字索引項對應一個文件。關鍵字索引項至少包括所對應文件的關鍵字和保存該文件的屬性與存儲地址的索引節點的編號。當用戶通過關鍵字進行檢索時，將收到的請求檢索文件的關鍵字與關鍵字索引項列表進行匹配，找到對應的關鍵字索引項，即可獲得請求檢索文件對應的索引節點的編號，進而可以從該編號所表示的索引節點中獲取文件的屬性和存儲地址，再從該存儲地址的數據塊中獲取文件的內容。大小超級塊是大小索引方式的檢索入口，對應於大小索引項列表。大小索引項列表中包含多個大小索引項(SizeEntry)，每個大小索引項對應一個文件。大小索引項至少包括所對應文件的大小和保存該文件的屬性與存儲地址的索引節點的編號。當用戶通過大小進行檢索時，將收到的請求檢索文件的大小與關鍵字索引項列表進行匹配，找到對應的大小索引項，即可獲得請求檢索文件對應的索引節點的編號，進而可以從該編號所表示的索引節點中獲取文件的屬性和存儲地址，再從該存儲地址的數據塊中獲取文件的內容。用戶超級塊是用戶索引方式的檢索入口，對應於用戶索引項列表。用戶索引項列表中包含多個用戶索引項(SizeEntry)，每個用戶索引項對應一個文件。用戶索引項至少包括所對應文件的用戶和保存該文件的屬性與存儲地址的索引節點的編號。當用戶通過用戶進行檢索時，將收到的請求檢索文件的用戶與關鍵字索引項列表進行匹配，找到對應的用戶索引項，即可獲得請求檢索文件對應的索引節點的編號，進而可以從該編號所表示的索引節點中獲取文件的屬性和存儲地址，再從該存儲地址的數據塊中獲取文件的內容。需要說明的是，文件系統中的每個文件可以對應有多個屬性索引項，但是僅對應有一個索引節點，即，對應於同一文件的所有的屬性索引項對應相同的索引節點，該索引節點中保存該文件的所有屬性信息和該文件的存儲地址。請參考圖3所示的文件系統的超級塊區及索引節點區在文件卷中的布局，超級塊組包含的所有超級塊位於文件卷的開頭部分的物理塊中，其後是索引節點區。索引節點區包括了組描述信息(groupdescriptor)、數據塊位圖(blockbitmap)、索引節點位圖(inodebitmap)和索引節點表(inodetable),inodetable保存有對應於每個超級塊的屬性索引項列表。每個屬性索引項列表包含多個與每個文件對應的屬性索引項。如表1所示，目錄索引項列表中的每個目錄索引項(Direntry,Dentry)包括以下部分索引節點編號(dnode)、記錄長度(Recorderlength)、文件名長度(Namelength)、文件類型(Filetype)、文件名(name)等。表權利要求1.一種文件系統，其特徵在於，包括超級塊區、索引節點區以及數據塊區；所述超級塊區包括至少兩個超級塊作為文件的不同屬性的檢索入口；所述索引節點區包括與每個超級塊對應的屬性索引項列表，以及與數據塊區存儲的每個文件對應的索引節點，每個所述屬性索引項列表保存一種文件屬性與索引節點編號的對應關係，所述索引節點保存有文件的屬性和存儲地址，所述存儲地址指向數據塊區存放該文件的數據塊。2.根據權利要求1所述的文件系統，其特徵在於所述超級塊區包括作為目錄檢索入口的目錄超級塊。3.根據權利要求2所述的文件系統，其特徵在於所述超級塊區還包括作為關鍵字檢索入口的關鍵字超級塊，作為大小檢索入口的大小超級塊，作為修改時間檢索入口的時間超級塊，以及作為用戶檢索入口的用戶超級塊中的一個或者多個超級塊。4.根據權利要求3所述的文件系統，其特徵在於所述屬性索引項列表包括對應於目錄超級塊的目錄索引項列表，還包括對應於關鍵字超級塊的關鍵字索引項列表，對應於大小超級塊的大小索引項列表，對應於時間超級塊的時間索引項列表，以及對應於用戶超級塊的用戶索引項列表中的一個或多個屬性索引項列表。5.一種文件系統中檢索文件的裝置，其特徵在於，所述文件系統為權利要求1至4中任一所述的文件系統，所述裝置包括接收單元，用於接收文件檢索請求，所述文件檢索請求包含請求檢索文件的屬性；匹配單元，用於根據所述文件檢索請求包含的請求檢索文件的屬性確定相應的超級塊，將所述請求檢索文件的屬性與所述超級塊對應的屬性索引項列表進行匹配，獲得對應的索引節點編號；獲取單元，用於從所述索引節點編號表示的索引節點中獲取所述請求檢索文件的各種屬性和存儲地址，從所述存儲地址表示的數據塊中獲取所述請求檢索文件的內容。6.一種文件系統中寫入文件的裝置，其特徵在於，所述文件系統為權利要求1至4中任一所述的文件系統，所述裝置包括接收單元，用於接收文件寫入請求；第一建立單元，用於通過所述目錄超級塊在對應的目錄索引項列表中建立請求寫入文件的目錄索引項，所述目錄索引項包括所述請求寫入文件的目錄與索引節點編號的對應關係；寫入單元，用於將請求寫入文件的屬性寫入所述索引節點編號表示的索引節點中，將請求寫入文件的內容寫入所述索引節點指向的數據塊中；第二建立單元，用於通過對應於目錄以外其它屬性的屬性超級塊在相應的屬性索引項列表中建立請求寫入文件的各個屬性索引項。7.一種文件系統中修改及刪除文件的裝置，其特徵在於，所述文件系統為權利要求1至4中任一所述的文件系統，所述裝置包括接收單元，用於接收文件修改請求或文件刪除請求；第一修改單元，用於根據所述文件修改請求或文件刪除請求修改或刪除該文件對應的索引節點；第二修改單元，用於通過對應於該文件的各個屬性的超級塊在各個屬性索引項列表中修改或刪除所述文件的各個屬性索引項。8.一種文件系統中檢索文件的方法，其特徵在於，所述文件系統為權利要求1至4中任一所述的文件系統，所述方法包括接收文件檢索請求，所述文件檢索請求包含請求檢索文件的一種屬性；根據所述文件檢索請求包含的請求檢索文件的屬性確定相應的超級塊，將所述請求檢索文件的屬性與所述超級塊對應的屬性索引項列表進行匹配，獲得對應的索引節點編號；從所述索引節點編號表示的索引節點中獲取所述請求檢索文件的各種屬性和存儲地址，從所述存儲地址表示的數據塊中獲取所述請求檢索文件的內容。9.一種文件系統中寫入文件的方法，其特徵在於，所述文件系統為權利要求2至4中任一所述的文件系統，所述方法包括接收文件寫入請求；通過所述目錄超級塊在對應的目錄索引項列表中建立請求寫入文件的目錄索引項，所述目錄索引項包括所述請求寫入文件的目錄與索引節點編號的對應關係；將請求寫入文件的屬性寫入所述索引節點編號表示的索引節點中，將請求寫入文件的內容寫入所述索引節點指向的數據塊中；通過對應於目錄以外其它屬性的屬性超級塊在相應的屬性索引項列表中建立請求寫入文件的各個屬性索引項。10.一種文件系統中修改或刪除文件的方法，其特徵在於，所述文件系統為權利要求1至4中任一所述的文件系統，所述方法包括接收文件修改請求或文件刪除請求；根據所述文件修改請求或文件刪除請求修改或刪除該文件對應的索引節點；通過對應於該文件的各個屬性的超級塊在各個屬性索引項列表中修改或刪除所述文件的各個索引項。全文摘要本發明實施例公開了一種文件系統，包括超級塊區和索引節點區以及數據塊區；超級塊區包括至少兩個超級塊作為文件的不同屬性的檢索入口；索引節點區包括與每個超級塊對應的屬性索引項列表，以及與數據塊區存儲的每個文件對應的索引節點，每個屬性索引項列表保存一種文件屬性與索引節點編號的對應關係，索引節點保存有文件的屬性和存儲地址，存儲地址指向數據塊區存放該文件的數據塊。本發明還提供該文件系統中檢索、寫入、修改或刪除文件的方法與裝置。本發明提供的文件系統，通過對應文件的不同屬性的超級塊和屬性索引項列表提供了不同的檢索方式，解決了現有技術中文件系統只能提供以文件名作為屬性進行檢索的單一的檢索方式存在的問題。文檔編號G06F17/30GK102184211SQ20111011258公開日2011年9月14日申請日期2011年5月3日優先權日2011年5月3日發明者程菊生申請人:成都市華為賽門鐵克科技有限公司