19 组织文件
文件系统：
把许多文件存储在某一种储存设备上；方便对各种文件执行打开关闭、读写等操作；FAT32、NTFS、Ext4、Btrfs、ZFS、HPFS 等，这些都是不同的文件系统建立的文件系统格式，甚至一个硬盘上不同分区储存格式也不相同；所以让文件系统成为内核的一部分很不现实；
两点设想：文件系统组件是独立的与内核分开；操作系统需要动态加载和删除不同的文件系统组件；
文件系统是一个设备：
文件系统的实现：写好了硬盘驱动程序，就可以让文件系统设备驱动程序处理好了数据，然后发送给硬盘设备驱动程序，让其写入到硬盘中去；
文件格式与储存块：
类Unix和Windows系统中，文件就是一个可以动态增加、减少的线性字节数组； 由于现在的储存设备都是以储存块为单位存储数据的，访问这些设备的最小单位也是一个储存块；
文件系统把文件数据定义为一个动态的线性字节数组，又分成一个个数据块，又因为不同的储存设备的物理存储块大小不一样，我们把数据块定义为文件系统逻辑块，大小为4096字节；最终映射到物理储存块；如下图：
组织文件：
若数以万计的文件不分门别类，查找非常困难；所以采用文件目录组织文件，有层次关系；
文件系统的数据结构：
文件系统元数据：文件系统本身的一些数据结构、文件和目录的数据结构；
设计超级块：
文件系统的超级块/文件系统描述块：包含文件系统标识、版本、状态、存储介质大小、文件系统逻辑存储块大小、位图所在存储块、根目录；
rfssublk_t 结构，包含 rfsdir_t 根目录结构，超级块保存在储存设备的第一个4KB大小的逻辑存储块中，但是本身大小并没有4KB，空闲区间可以用于扩展；
位图：
利用一块储存空间中所有位的状态，达到映射储存块状态（是否已分配）的目的；4KB大小的储存块可以表示 4096 * 8 位；
因为我们只用4MB大小的储存块，有1024个4KB的块，完全可以用一个字节表示一个储存块是否已分配；
文件目录：
rfsdir_t 结构表示目录数据结构，包含一个文件数据管理头的块号，按块访问；还有一个名称数组；
目录类型有四种，空、目录、文件、已删除类型；目录也是一种文件，里面保存着一系列 rfsdir_t 结构变量；
文件管理头：
fimgrhd_t 结构表示一个文件管理头，包含文件的详细信息，其中filblks_t 结构类型的 fmd_fleblk数组表示 文件占用逻辑储存块的数组，每个元素保存一片连续的逻辑储存块，只有32个结构；比如一个文件占用：4~8、10~15、30~40 的逻辑储存块，那么就在 fmd_fleblk[0]中保存 4 和 4，在 fmd_fleblk[1]中保存 10 和 5，在 fmd_fleblk[2]中保存 30 和 10。
同时，当文件特别大，fmd_fleblk 不够用时，可以通过类似链表的形式动态增加 fimgrhd_t 结构；在 fmd_fleblk 数组元素用完时，就再分配一个逻辑储存块，在里面再次存放同一个文件的 fimgrhd_t 结构，让上一个 fimgrhd_t 结构中的 fmd_linknblk 域指向这个逻辑储存块，再让这个逻辑储存块中 fimgrhd_t 结构中的 fmd_linkpblk 域，指向上一个 fimgrhd_t 结构所在的逻辑储存块。
文件的第一个逻辑储存块的首个 512 字节空间中，存放的就是 fimgrhd_t 数据结构。
