对我而言，存储在辅助存储器（硬盘）中的所有内容都存储在文件中。因此，我将文件系统理解为关于文件的每个块的信息的系统化（这反过来又可能是关于inode的信息的系统化）。
所以我想知道的是，当程序打算对文件进行操作时，在汇编和硬件级别会发生什么。我试图考虑一下，并且遵循以下原则。
因此，如果我在第一段中写下的理解是正确的，那么任何需要一定字节数的读取操作（假设X）将X除以块大小即可得到结果，例如N，然后向文件系统查询前N个块内容的位置，并获取存储在这些位置中的内容。如果是硬盘，则从磁盘中提取内容。但是从磁盘读取数据是否涉及使用DMA，因此通信是通过某些DMA控制器控制的？
当读取了所需数量的字节后，它们是否将内容放置在执行的程序堆栈中，其中变量将保存所需数量的字节，或者因此将获得的内容放置在其他位置，例如，堆？
对于写操作，我可以想到类似的机制，在其中进行偏移量确定，确定所需的块编号，然后将要写入的新字节划分为块，并在文件系统中更新新的块。 / p>
如果我的上述理解有误，请更正。
但是，我没有想到对关闭文件有意义的任何事情，也无法弄清不关闭文件在硬件和汇编方面的不良影响。
我已经浏览了以下帖子：
http://www.brokenthorn.com/Resources/OSDev20.html
和
http://www.brokenthorn.com/Resources/OSDev20.html。
在这里，我可以在汇编中看到用于写入软盘设备或执行DMA的插图，但在下一章中：
http://www.brokenthorn.com/Resources/OSDev22.html
这是关于文件系统的，我无法确切地找到文件操作的汇编级别的详细信息。 （尽管在前面的一些章节中，已经讨论了从FAT中读取数据，但就我所知，它使用BIOS中断）。
因此，简而言之，在文件打开，文件读取，文件写入和文件关闭期间，在硬件和汇编级别发生了什么？
答案 0 :(得分：1)
文件操作在程序集级别是什么
在应用程序中，这是通过系统调用（例如x86 CPU上的int指令）完成的。这样的系统调用将在OS中调用一个函数。
OS中的该函数通常是用汇编编写的简短函数，它调用通常用“高级”编程语言（通常为C；但是也可以用汇编编写此函数）编写的另一个函数。
第二个函数将调用许多其他函数。
在硬盘或软盘上，数据以扇区形式存储。每个扇区包含一定数量的字节（例如512），并且您只能读取或写入完整的扇区，而不能读取单个字节。磁盘对文件一无所知。
在典型的操作系统中，文件处理涉及两种不同类型的功能：
1）设备驱动程序功能
这些功能可用于从磁盘读取或向磁盘写入“扇区”数据。实际执行此操作取决于CPU和磁盘驱动器类型。
在最简单的情况下，您的CPU具有内存映射的I / O，并且既不使用中断也不使用DMA。具有历史意义的Commodore 1581软盘驱动器就是一个例子。
在这种情况下，软件只需将一个字节写入地址即可将某些数据写入硬件-与将字节写入RAM的方式相同。从硬件读取就像从RAM读取字节一样。
软件会将一些数据写入硬件，以指示磁盘驱动器从磁盘读取一些数据。然后，软件会连续从某个地址读取数据。此数据包含磁盘驱动器是否准备就绪的信息。磁盘驱动器准备就绪后，软件会通过从另一个地址读取数据来读取实际数据。写作也类似。
如果使用不使用内存映射I / O的CPU，则访问硬件不会像访问RAM那样工作，而是使用特殊指令（in和out）。 （较早的x86计算机就是一个例子。）
如果使用中断（如在现代计算机中一样），则该软件不需要连续检查磁盘驱动器是否已就绪。磁盘驱动器报告准备就绪后，CPU将立即调用一个特殊功能-所谓的“中断处理程序”。
如果使用DMA（如在现代计算机中一样），则磁盘驱动器可以直接将从磁盘读取的数据写入RAM（或从RAM读取要写入的数据）。因此，该软件仅需写入指示磁盘驱动器写入某些扇区的特殊数据。该软件不必写入应写入磁盘的实际数据，因为磁盘驱动器将直接从RAM中读取该数据。 （阅读也是如此。）
2）文件系统功能
这些功能将调用“设备驱动程序”功能来访问磁盘。
文件系统或多或少不过是一些描述文件如何存储在磁盘上的描述。如果磁盘使用“ FAT16”文件系统，则磁盘上有三个区域：FAT，根目录和群集。
（在使用“ inodes”的文件系统上，这有点不同；但是原理是相同的。）
FAT包含有关某些文件在磁盘上的存储位置以及哪些群集可用的信息。根目录包含有关磁盘上文件名称的信息（以及一些其他信息，例如文件大小）。并且群集包含实际的文件数据。
将文件写入磁盘时，文件系统功能将读取FAT的扇区（通过调用“设备驱动程序”的功能）。它将检查FAT的内容以查找免费群集。现在它将读取根目录，添加写入文件的文件名，并将根目录写回到磁盘。然后，这些函数会将文件的实际数据写入群集。最后，这些函数将更新FAT（相应的扇区不再可用）和根目录（文件大小不再为零）数据并将此信息写回到磁盘。