chapter6练习
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编程作业
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硬链接
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硬链接要求两个不同的目录项指向同一个文件，在我们的文件系统中也就是两个不同名称目录项指向同一个磁盘块。

本节要求实现三个系统调用 ``sys_linkat、sys_unlinkat、sys_stat`` 。
  
**linkat**：

    * syscall ID: 37
    * 功能：创建一个文件的一个硬链接， `linkat标准接口 <https://linux.die.net/man/2/linkat>`_ 。
    * Ｃ接口： ``int linkat(int olddirfd, char* oldpath, int newdirfd, char* newpath, unsigned int flags)``
    * Rust 接口： ``fn linkat(olddirfd: i32, oldpath: *const u8, newdirfd: i32, newpath: *const u8, flags: u32) -> i32``
    * 参数：
        * olddirfd，newdirfd: 仅为了兼容性考虑，本次实验中始终为 AT_FDCWD (-100)，可以忽略。
        * flags: 仅为了兼容性考虑，本次实验中始终为 0，可以忽略。
        * oldpath：原有文件路径
        * newpath: 新的链接文件路径。
    * 说明：
        * 为了方便，不考虑新文件路径已经存在的情况（属于未定义行为），除非链接同名文件。
        * 返回值：如果出现了错误则返回 -1，否则返回 0。
    * 可能的错误
        * 链接同名文件。

**unlinkat**:

    * syscall ID: 35
    * 功能：取消一个文件路径到文件的链接, `unlinkat标准接口 <https://linux.die.net/man/2/unlinkat>`_ 。
    * Ｃ接口： ``int unlinkat(int dirfd, char* path, unsigned int flags)``
    * Rust 接口： ``fn unlinkat(dirfd: i32, path: *const u8, flags: u32) -> i32``
    * 参数：
        * dirfd: 仅为了兼容性考虑，本次实验中始终为 AT_FDCWD (-100)，可以忽略。
        * flags: 仅为了兼容性考虑，本次实验中始终为 0，可以忽略。
        * path：文件路径。
    * 说明：
        * 注意考虑使用 unlink 彻底删除文件的情况，此时需要回收inode以及它对应的数据块。
    * 返回值：如果出现了错误则返回 -1，否则返回 0。
    * 可能的错误
        * 文件不存在。

**fstat**:

    * syscall ID: 80
    * 功能：获取文件状态。
    * Ｃ接口： ``int fstat(int fd, struct Stat* st)``
    * Rust 接口： ``fn fstat(fd: i32, st: *mut Stat) -> i32``
    * 参数：
        * fd: 文件描述符
        * st: 文件状态结构体

        .. code-block:: rust

            #[repr(C)]
            #[derive(Debug)]
            pub struct Stat {
                /// 文件所在磁盘驱动器号，该实验中写死为 0 即可
                pub dev: u64,
                /// inode 文件所在 inode 编号
                pub ino: u64,
                /// 文件类型
                pub mode: StatMode,
                /// 硬链接数量，初始为1
                pub nlink: u32,
                /// 无需考虑，为了兼容性设计
                pad: [u64; 7],
            }
            
            /// StatMode 定义：
            bitflags! {
                pub struct StatMode: u32 {
                    const NULL  = 0;
                    /// directory
                    const DIR   = 0o040000;
                    /// ordinary regular file
                    const FILE  = 0o100000;
                }
            }
        

实验要求
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- 实现分支：ch6。
- 实验目录要求不变。
- 通过所有测例。

  在 os 目录下 ``make run BASE=2`` 加载所有测例， ``ch6_usertest`` 打包了所有你需要通过的测例，你也可以通过修改这个文件调整本地测试的内容。

  你的内核必须前向兼容，能通过前一章的所有测例。

.. note::

    **如何调试 easy-fs**

    如果你在第一章练习题中已经借助 ``log`` crate 实现了日志功能，那么你可以直接在 ``easy-fs`` 中引入 ``log`` crate，通过 ``log::info!/debug!`` 等宏即可进行调试并在内核中看到日志输出。具体来说，在 ``easy-fs`` 中的修改是：在 ``easy-fs/Cargo.toml`` 的依赖中加入一行 ``log = "0.4.0"``，然后在 ``easy-fs/src/lib.rs`` 中加入一行 ``extern crate log`` 。

    你也可以完全在用户态进行调试。仿照 ``easy-fs-fuse`` 建立一个在当前操作系统中运行的应用程序，将测试逻辑写在 ``main`` 函数中。这个时候就可以将它引用的 ``easy-fs`` 的 ``no_std`` 去掉并使用 ``println!`` 进行调试。


问答作业
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1. 在我们的easy-fs中，root inode起着什么作用？如果root inode中的内容损坏了，会发生什么？

报告要求
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注意，ch7 的问答题要一并写入本分支的报告。

- 简单总结你实现的功能（200字以内，不要贴代码）。
- 完成问答题。
- 加入 :doc:`/honorcode` 的内容。否则，你的提交将视作无效，本次实验的成绩将按“0”分计。
- 推荐markdown文档格式。
- (optional) 你对本次实验设计及难度/工作量的看法，以及有哪些需要改进的地方，欢迎畅所欲言。


选做题目
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选作题目列表

- （6分）按需加载执行文件(Demanding Paging)，要求持续支持到ch8的实验内容。
- （7分）log-easyfs：实现基于日志的可靠文件系统（可参考xv6-fs），要求持续支持到ch8的实验内容。

提交要求  

- （占分比：40%）实现代码（包括基本的注释）
- （占分比：50%）设计与功能/性能测试分析文档，测试用例。
- （占分比：10%）鼓励形成可脱离OS独立存在的库，可以裸机测试或在用户态测试（比如easyfs那样）