玩具操作系统文件系统[关闭]

我已经在 assembly/c 中开发了一个运行基本终端的基本内核。我已将其设置为使用 grub 运行 iso。

我想继续使用这个操作系统，但是如果没有文件系统，我觉得我真的无能为力。在互联网上呆了很长时间后，我实在想不出我能做些什么来实现这一点。

人们说过实施 FAT 或制作 VFS，但没有任何进一步的内容，也没有教程，也没有任何地方的参考。

有人可以解释一下文件系统是如何工作的，我可以从哪里开始/我可以在哪里连接预制系统，以及如何使用它？

另外，在编译我的操作系统时我无法访问标准库。我使用 gcc、nasm、ld 和 grub-mkrescue（用于磁盘映像）。我使用 qemu 进行仿真。

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有人可以详细描述文件系统是如何工作的，这样当我查看已实现的文件系统（例如 FAT）的来源时，我可以了解如何将其应用到我自己的操作系统中吗？

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甚至更容易。如何直接访问硬盘？我的内核完全在保护模式下运行，所以我可以切换出去并直接写入硬盘吗？文件系统可以用如下所示的文件来实现：

name 特殊字符 text 特殊字符

ie:

你好世界.脚本 0x00 println“你好，世界！！” 0x00

在不需要特殊分段的情况下，您只需查找，直到找到文件名和特殊字符（不在字符串中，如“\0”），然后读取，直到找到第二个非字符串字符。

有没有办法通过切换保护模式来访问硬盘或编写硬盘驱动器来实现这一点？

首先，阅读维基页面文件系统 https://en.wikipedia.org/wiki/File_system有一些广阔的视野。

相关资源关于操作系统 https://en.wikipedia.org/wiki/Operating_system发展是OSdev http://osdev.org/（但也许你的问题在这里是题外话）。内核新手 http://kernelnewbies.org/也可以提供帮助（解释 Linux 是如何做的）。 OSdev 有维基页面解释FAT http://wiki.osdev.org/FAT & Ext2 http://wiki.osdev.org/Ext2详细信息。

您可以设计一个没有任何文件的操作系统（但还有其他一些文件）坚持 https://en.wikipedia.org/wiki/Persistence_%28computer_science%29机械）。看这个答案 https://softwareengineering.stackexchange.com/a/285678/40065。你可以有持久的进程（另请阅读应用程序检查点 https://en.wikipedia.org/wiki/Application_checkpointing, 垃圾收集 https://en.wikipedia.org/wiki/Garbage_collection_%28computer_science%29, 延续 https://en.wikipedia.org/wiki/Continuation, 冬眠 https://en.wikipedia.org/wiki/Hibernation_%28computing%29).

但是您应该阅读一些有关操作系统的好书（例如通过塔南鲍姆 http://freecomputerbooks.com/Modern-Operating-Systems-by-Andrew-Tanenbaum.html，或免费下载操作系统：三个简单的部分 http://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/书）。熟练使用一些现有的自由软件操作系统，例如Linux（和 POSIX），所以请阅读高级Linux编程 http://advancedlinuxprogramming.com/（至少要理解许多概念并获得良好的术语）。

恕我直言，FAT https://en.wikipedia.org/wiki/File_Allocation_Table是一个如此丑陋且低效的文件系统，不值得研究（除了遗留和兼容性原因）。Ext4 https://en.wikipedia.org/wiki/Ext4 (see here http://kernelnewbies.org/Ext4）应该更好&维基页面Ext2 https://en.wikipedia.org/wiki/Ext2有一张漂亮的照片。

您可以改编一些提供文件系统的库（例如libext2 http://git.tyndur.org/?p=libext2.git;a=summary）到你的内核。

你也许可以适应sqlite http://sqlite.org/在原始磁盘分区上工作。

你可能有一个想法file https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_file它不像 MSDOS（或 Windows）或 POSIX 或<stdio.h>文件。例如，它可能是固定大小的记录序列（例如 1Kbyte），而不是字节流。

您可以将您的操作系统组织为微内核 https://en.wikipedia.org/wiki/Microkernel并具有由应用程序代码给出的文件系统。调查VSTa https://en.wikipedia.org/wiki/VSTa and HURD https://www.gnu.org/software/hurd/hurd.html.

当然，您需要一个磁盘驱动程序，它可以从驱动器中获取/写入块（4K字节）（磁盘 I/O 始终按块或磁盘扇区 https://en.wikipedia.org/wiki/Disk_sector。旧的小磁盘有 512 字节的块。新的大磁盘有 4Kbytes，请参阅高级格式 https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Format）。它应该是中断驱动并使用DMA https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_memory_access。你需要一个任务调度程序 https://en.wikipedia.org/wiki/Scheduling_%28computing%29。阿法尤，你won't https://stackoverflow.com/a/31201991/841108为此使用 BIOS（也许UEFI https://en.wikipedia.org/wiki/Unified_Extensible_Firmware_Interface）；你需要了解常见的硬件（SATA http://wiki.osdev.org/SATA & AHCI http://wiki.osdev.org/AHCI) works.

您应该发布（today!）你的玩具操作系统为自由软件 https://en.wikipedia.org/wiki/Free_software（例如，在GPLv3 http://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.en.html+ on github http://github.com/）以获得反馈和贡献。

您可以从其他地方复制（如果许可证兼容）现有代码自由软件 https://en.wikipedia.org/wiki/Free_software操作系统，你肯定会研究它们的源代码来理解事物。

所以编写一些任务调度程序，页面错误 https://en.wikipedia.org/wiki/Page_fault处理程序，一个虚拟内存 https://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_memory，然后添加中断驱动的磁盘IO，以及上面的一些文件系统代码。然后你就会开始明白操作系统不能是一个small玩具....您可能会考虑微内核或外内核 https://en.wikipedia.org/wiki/Exokernel方法。