其中引導(dǎo)塊存系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼，由于RAM盤不用來引導(dǎo)系統(tǒng)，所以可不必設(shè)定引導(dǎo)塊。超級(jí)塊用來存放EXT2文件系統(tǒng)整體信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是EXT2的核心所在。超級(jí)塊記錄文件系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)，盤有多大，能存放多少文件，何處可以找找到空閑和用于文件系統(tǒng)管理的信息。用于管理磁盤的超級(jí)塊非常復(fù)雜，用于RAM盤則可對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化后的 ram_super_block結(jié)構(gòu)如下：
struct ram_super_block
{
long s_inodes_count; /*文件系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)總線*/
long s_blocks_count; /*文件系統(tǒng)中的塊總數(shù)*/
long s_r_blocks_cout; /*為超級(jí)用戶保留的塊數(shù)*/
long s_free_blocks_count; /*文件系統(tǒng)中空閑塊總數(shù)*/
long s_free_inodes_coutnt;/*文件系統(tǒng)中空閑節(jié)點(diǎn)總數(shù)*/
long s_first_data_block; /*文件系統(tǒng)中的第一個(gè)數(shù)據(jù)塊*/
long s_log_block_size; /*系統(tǒng)邏輯塊的大小*/
short s_inode_size; /*索引節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的大小*/
short s_state；/*文件系統(tǒng)的狀態(tài)*/
time_t s_wtime；/*超級(jí)塊最后一次修改的時(shí)間*/
}
在文件系統(tǒng)中每一個(gè)文件（包含目錄）占據(jù)一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)表項(xiàng)。索引節(jié)點(diǎn)是一個(gè)記錄文件信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)dinode。訪問文件，其它就是尋找文件對(duì)應(yīng)的索引節(jié)點(diǎn)。索引節(jié)點(diǎn)集中保存在索引節(jié)點(diǎn)表中，索引節(jié)點(diǎn)表的第一頂固定為根目錄對(duì)應(yīng)的索引節(jié)點(diǎn)。用于管理RAM盤文件的dinode定義如下：
struct Dinode{
short di_node; /*文件模式：是文件還是目錄，是可讀、可寫還是可執(zhí)行*/
short di_nlink； /*和文件相關(guān)的鏈接數(shù)*/
short di_uid； /*文件所有者的標(biāo)示*/
short di_gid； /*文件所有者的組標(biāo)示*/
long di_size； /*文件大小*/
char di_addr[ ]； /*文件數(shù)據(jù)所在的邏輯塊編號(hào)*/
time_t di_atime； /*文件最后一次訪問的時(shí)間*/
time_t di_mtime； /*文件最后一次修改的時(shí)間*/
time_t di_ctime； /*文件建立的時(shí)間*/
}
塊位圖、索引節(jié)點(diǎn)位圖用于查找空閑的RAM盤內(nèi)存塊和索引節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)。
與文件訪問過程相關(guān)的一個(gè)主要函數(shù)為i_name(),其輸入?yún)?shù)為希望訪問的文件路徑名，輸出值為文件對(duì)應(yīng)的索引節(jié)點(diǎn)號(hào)。獲得了文件的索引節(jié)點(diǎn)號(hào)，就可以在索引節(jié)點(diǎn)表中找到該節(jié)點(diǎn)，從節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中就可以知道文件的種類、存儲(chǔ)位置等信息，進(jìn)一步就可以讀寫操作。
RAM盤屬于Linux標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備中的塊設(shè)備。作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，Linux提供了通用的接口函數(shù)。用戶可以直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)對(duì)RAM盤進(jìn)行操作：
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
int open(const char pathname,int flag); /*打開文件，返回文件描述符*/
int close(int fd); /*關(guān)閉文件*/
int read(int fd,void buf,int count); /*從文件中讀出數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)，返回讀出的字節(jié)數(shù)*/
int write(int fd,void buf,int count)；/*從緩沖區(qū)寫數(shù)據(jù)到文件，返回寫入字節(jié)數(shù)*/
5 用戶Shell的擴(kuò)展與實(shí)現(xiàn)
用戶Shell是一個(gè)在μC/OS-Ⅱ下獨(dú)立運(yùn)行的任務(wù)。Shell啟動(dòng)后，完成一些必要的初始化操作，進(jìn)入掛起狀態(tài)，等待用戶登錄和輸入。用戶從終端上輸入命令后將喚醒Shell，在筆者設(shè)計(jì)的Shell程序中可接受的命令包括：cd(改變RAM盤當(dāng)前目錄)，pwd（顯示RAM盤當(dāng)前目錄）， mkdir、rmdir（在RAM盤創(chuàng)立或刪除目錄），ps(顯示當(dāng)前系統(tǒng)中任務(wù)狀態(tài))，kill(終止一一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行)。處理不同通訊協(xié)議的任務(wù)分別以可執(zhí)行文件形式保存在RAM盤上不同的目錄中。如果在Shell中鍵入任務(wù)的名稱，Shell會(huì)在當(dāng)前目錄下查找是否有匹配的可執(zhí)行文件。如果有，則調(diào)用μC/OS-Ⅱ中的系統(tǒng)函數(shù)OSTaskCreate創(chuàng)立一個(gè)新的任務(wù)，否則返回錯(cuò)誤信息。也可以使用kill命令，調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)OSTaskDel終止一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行。在程序的調(diào)試期間，可以使用ps命令查看任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)。
由于μC/OS-Ⅱ的內(nèi)存管理功能有限，OSTaskCreate函數(shù)不能動(dòng)態(tài)分配堆�？臻g，OSTaskDel也不能釋放任務(wù)的堆棧空間。為此，筆者重新編寫了內(nèi)存管理模塊，采用頁方式和首次擬合算法實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的動(dòng)態(tài)管理。每一內(nèi)存頁為2KB，系統(tǒng)的內(nèi)存資源由一個(gè)雙向鏈表進(jìn)行管理。任務(wù)函數(shù)可調(diào)用 OSMemAlloc()t OSMemFree()分配釋放自己所占的內(nèi)存空間。OSMemAlloc()在空閑內(nèi)存鏈表中查詢每一個(gè)符合要求的內(nèi)存塊，并分配給任務(wù)。而 OSMemFree()則是將釋放后的內(nèi)存塊重新添加進(jìn)空閑內(nèi)存鏈表中。
在開發(fā)過程中，筆者感覺到采用開放源代碼的實(shí)時(shí)內(nèi)核的最大優(yōu)點(diǎn)是可擴(kuò)展性和可裁剪性，可以根據(jù)需要定制出最精練的內(nèi)核結(jié)構(gòu)。μC/OS-Ⅱ的本意是為中小型嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，對(duì)于不需要的部分，可以刪改；當(dāng)內(nèi)核缺乏某些功能，設(shè)計(jì)得很容易自行設(shè)計(jì)和添加，從而可以應(yīng)用在更大型的系統(tǒng)上。其性能可以同昂跺的商業(yè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的相媲美，而這種改動(dòng)和擴(kuò)展并不難。這正是開放源代碼軟件的生命力所在。
