rCore 实现
第六章把文件接口接入进程的描述符表，并用 easy-fs 在块设备上保存目录和文件。以下代码取自 2026A 第六章参考实现。
文件对象与描述符
OSInode 把磁盘 inode 包装为进程可使用的文件对象，保存访问权限和当前偏移。open_file 每次成功打开都会创建一个新的 OSInode，所以两次打开同一文件有各自的偏移。fork 克隆描述符表中的 Arc，父子进程则共享原来的文件对象及偏移。
sys_read 和 sys_write 从描述符表取出文件对象，检查权限，随后调用 File 接口。用户缓冲区按页拆分；文件对象根据实际读写的字节数推进偏移。关闭描述符只移除该槽中的引用，其他描述符仍可继续使用同一对象。
目录与索引节点
easy-fs 的 Inode 根据 inode 所在块号和块内偏移访问磁盘元数据。目录内容由固定大小的 DirEntry 构成，每项占 32 字节，保存文件名和 inode 编号。
创建文件时，文件系统分配 inode，并在目录中加入名字。link 为已有文件增加目录项和链接数。unlink 移除目录项、减少链接数；最后一个链接消失时回收该文件的数据块和 inode。截断文件会清空数据块，目录项和 inode 编号继续保留。
数据块与磁盘布局
DiskInode 保存 27 个直接块地址、一个一级间接块地址和一个二级间接块地址。块大小为 512 字节，间接块可以存放 128 个块地址。
| 文件内的块号 | 查找方式 |
|---|---|
| 0–26 | 直接地址 |
| 27–154 | 一级间接块 |
| 155 起 | 二级间接块，再进入对应的一级间接块 |
文件偏移达到 79,360 字节时开始使用二级间接块。索引块本身也占用磁盘块；文件增长时分配，截断时一并回收。DiskInode::read_at 以 512 字节块为界处理数据，系统调用层另以 4096 字节页为界处理用户缓冲区。
块缓存与写回
BlockCacheManager 最多保存 16 个缓存块。命中时直接返回缓存对象；缓存满时，管理器从队列中寻找没有被外部持有的块并替换。
修改缓存块会把它标为脏块。sync 将脏块写回设备，文件写入、截断和目录操作结束时调用全局同步。一次文件操作可能更新位图、索引块、数据块和 inode；沿这些写回位置可以理解磁盘状态如何形成。
磁盘请求
VirtIOBlock 把 read_block、write_block 转交给 VirtIO 块设备驱动。缓存命中时无需发起设备请求；缓存未命中时，调用链才会到达设备读入。
驱动使用 MMIO 寄存器和 VirtIO 队列提交请求，并轮询完成队列。设备访问的是物理地址，队列和数据缓冲区所需的地址由内核的地址转换与页分配接口提供。
程序装载与资源释放
初始进程和 exec 从文件系统读取 ELF。新打开的 OSInode 偏移为零，read_all 从文件开头读到结尾；MemorySet::from_elf 再建立程序的用户映射。
fork 复制地址空间并共享已有文件对象。exec 替换地址空间，保留描述符表。进程退出时清空描述符表，用户数据页也随退出路径回收。
运行观察
报告可从 Inode::read_at 沿 DiskInode::read_at → get_block_id 追到文件内块号的查找。再选择 get_block_cache，可以区分缓存命中与到达 VirtIOBlock::read_block 的请求。
扩展测试中的 ch6_file3 每轮写入 145,000 字节，越过二级间接块的起点；关闭并删除文件后，目录中不再保留 fname3。这段运行适合连贯查看数据块分配、缓存写回和文件删除。