1. 目录搜索上下文（Directory Search Context）
struct yaffsfs_dirsearchcontext 是 YAFFS2 文件系统中用于 目录遍历操作 的核心数据结构，专门管理 readdir() 等目录操作的状态。
结构体定义（典型实现）
struct yaffsfs_dirsearchcontext {
struct yaffs_obj *dirObj; // 当前搜索的目录对象
struct list_head *listPtr; // 当前遍历的目录项链表指针
struct yaffs_obj *nextReturn; // 下一个要返回的目录项对象
int offset; // 当前目录偏移量（索引位置）
unsigned magic; // 魔数校验（用于检测内存损坏）
};
2. yaffsfs_dsc[] 数组的作用
功能定位
- 目录遍历状态机：每个元素保存一个独立的目录遍历会话状态
- 支持多任务并发：允许多个任务同时遍历不同目录
- 资源池管理：预分配固定数量的上下文对象，避免动态内存分配
工作流程
3. 关键字段详解
| 字段 | 类型 | 作用 |
|---|---|---|
dirObj | struct yaffs_obj* | 指向当前遍历的目录对象（如 /data 对应的 YAFFS 对象） |
listPtr | struct list_head* | 当前遍历位置在目录链表中的指针（YAFFS 用链表组织目录项） |
nextReturn | struct yaffs_obj* | 缓存的下一个待返回对象（优化性能，避免重复遍历） |
offset | int | 当前目录项的索引号（对应 telldir() 的返回值） |
magic | unsigned | 魔数（如 0xDEADBEEF），用于检测上下文是否被意外覆盖或释放后重用 |
4. 源码中的典型操作
(1) 分配上下文 (yaffsfs_opendir)
DIR *yaffsfs_opendir(const char *dirname) {
// 查找空闲槽位
for(i = 0; i < YAFFSFS_N_DIRSEARCH_CONTEXTS; i++) {
if(yaffsfs_dsc[i].magic != YAFFSFS_DIRSEARCH_MAGIC) {
ctx = &yaffsfs_dsc[i];
break;
}
}
// 初始化上下文
ctx->dirObj = dirObj;
ctx->listPtr = &dirObj->variant.directory_variant.children;
ctx->nextReturn = NULL;
ctx->offset = 0;
ctx->magic = YAFFSFS_DIRSEARCH_MAGIC; // 设置魔数
return (DIR *)ctx;
}
(2) 遍历目录 (yaffsfs_readdir)
struct dirent *yaffsfs_readdir(DIR *dirp) {
struct yaffsfs_dirsearchcontext *ctx = (struct yaffsfs_dirsearchcontext *)dirp;
// 校验魔数（防止非法指针）
if(ctx->magic != YAFFSFS_DIRSEARCH_MAGIC) return NULL;
// 获取下一个目录项
if(ctx->nextReturn) {
obj = ctx->nextReturn;
ctx->nextReturn = NULL;
} else {
list_for_each(pos, ctx->listPtr) {
obj = list_entry(pos, struct yaffs_obj, siblings);
ctx->listPtr = pos->next; // 更新链表指针
break;
}
}
// 填充 dirent 结构
strncpy(dirent->d_name, obj->name, NAME_MAX);
dirent->d_ino = obj->obj_id;
ctx->offset++;
return dirent;
}
(3) 释放上下文 (yaffsfs_closedir)
int yaffsfs_closedir(DIR *dirp) {
struct yaffsfs_dirsearchcontext *ctx = (struct yaffsfs_dirsearchcontext *)dirp;
// 清除魔数（标记为可用）
ctx->magic = 0;
return 0;
}
5. 设计特点与优化
(1) 静态数组 vs 动态分配
| 方式 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 静态数组 | 无内存碎片，确定性延迟 | 数量固定，可能耗尽 |
| 动态分配 | 按需分配，无上限限制 | 内存碎片，非实时性 |
YAFFS2 选择静态数组以满足嵌入式实时性要求。
(2) 魔数校验机制
- 内存安全：检测野指针或释放后重用
- 实现方式：
#define YAFFSFS_DIRSEARCH_MAGIC 0xDEADBEEF // 使用前校验 if(ctx->magic != YAFFSFS_DIRSEARCH_MAGIC) { yaffs_trace(YAFFS_TRACE_BUG, "Invalid dir context magic!"); return -EBADF; }
(3) 链表遍历优化
nextReturn字段缓存下一个对象，避免每次readdir()都遍历链表- 目录项变更时自动失效缓存（通过 YAFFS 对象状态机）
6. 配置参数
在 yaffsfs_config.h 中定义数组大小：
#ifndef YAFFSFS_N_DIRSEARCH_CONTEXTS
#define YAFFSFS_N_DIRSEARCH_CONTEXTS 8 // 默认支持8个并发目录遍历
#endif
struct yaffsfs_dirsearchcontext yaffsfs_dsc[YAFFSFS_N_DIRSEARCH_CONTEXTS];
7. 常见问题排查
(1) 目录遍历崩溃
- 可能原因：魔数校验失败（内存越界破坏上下文）
- 解决方案：增加内存检测工具（如 ARM Cortex-M 的 MPU）
(2) opendir 返回 NULL
- 可能原因：
YAFFSFS_N_DIRSEARCH_CONTEXTS不足 - 解决方案：
// 增加配置 #define YAFFSFS_N_DIRSEARCH_CONTEXTS 16
(3) readdir 顺序异常
- 可能原因：目录项链表被修改（如并发创建/删除文件）
- 解决方案：对目录对象加锁
yaffs_lock_dir(ctx->dirObj); // ... 遍历操作 ... yaffs_unlock_dir(ctx->dirObj);
总结
struct yaffsfs_dirsearchcontext yaffsfs_dsc[] 是 YAFFS2 实现高效目录遍历的核心机制：
- 静态资源池：预分配固定数量上下文
- 状态保持：保存目录遍历位置和对象指针
- 安全校验：通过魔数检测内存错误
- 性能优化：链表指针缓存减少遍历开销
这种设计完美契合嵌入式系统对确定性、低内存开销的需求，是 YAFFS2 轻量级文件系统架构的典型体现。
