chapter6练习¶

本节难度： 理解文件系统比较费事，编程难度适中

本章任务¶

ch6b_usertest
merge ch6 的改动，然后再次测试 ch6_usertest。
完成本章问答作业。
完成本章编程作业。
最终，完成实验报告并 push 你的 ch6 分支到远程仓库。

编程作业¶

硬链接¶

你的电脑桌面是什么样的？放满了图标吗？反正我的 windows 是这样的。显然很少人会真的把可执行文件放到桌面上，桌面图标其实都是一些快捷方式。或者用 unix 的术语来说：软链接。为了减少工作量，我们今天来实现软链接的兄弟：硬链接。

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。
接口： int linkat(int olddirfd, char* oldpath, int newdirfd, char* newpath, unsigned int flags)
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。
接口： int unlinkat(int dirfd, char* path, unsigned int flags)
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：
- 需要注意 unlink 掉所有硬链接后彻底删除文件的情况。
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。
接口： int fstat(int fd, struct Stat* st)

参数：

fd: 文件描述符
st: 文件状态结构体

struct Stat {
   uint64 dev,     // 文件所在磁盘驱动号，该实现写死为 0 即可。
   uint64 ino,     // inode 文件所在 inode 编号
   uint32 mode,    // 文件类型
   uint32 nlink,   // 硬链接数量，初始为1
   uint64 pad[7],  // 无需考虑，为了兼容性设计
}

// 文件类型只需要考虑:
#define DIR 0x040000              // directory
#define FILE 0x100000             // ordinary regular file

返回值：如果出现了错误则返回 -1，否则返回 0。
可能的错误
- fd 无效。
- st 地址非法。

实验要求¶

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，正确实现后，你的 os 应该能够正确运行 ch6_file* 对应的测试用例，在 shell 中执行 ch6_usertest 来执行测试。 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。

Tips¶

需要给 inode 和 dinode 都增加 link 的计数，但强烈建议不要改变整个数据结构的大小，事实上，推荐你修改一个 pad。
os 和 nfs 的修改需要同步，只不过 nfs 比较简单，只需要初始化 link 计数为 1 就行（可以通过修改 ialloc 来实现）。
unlink 有删除文件的语义，如果 link 计数为 0，需要删除 inode 和对应的数据块，为此你需要正确调用 ivalid 、 iupdate 、 iput （如果测试遇到bug了不妨再看看这句话），并取消 iput 中判断条件的注释。你可能需要修改 iput 注释中的变量名（如果你的计数变量不叫 nlink）。

问答作业¶

在我们的文件系统中，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¶

注意目录要求，报告命名 lab4.md 或 lab4.pdf，位于 reports 目录下。

特别的，ch7 的问答问题要一并写入本分支的报告。

报告内容：

简单总结你实现的功能（200字以内，不要贴代码）。
完成问答题。
加入荣誉准则的内容。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¶

选作题目列表

（6分）按需加载执行文件(Demanding Paging)
（7分）log-easyfs：实现基于日志的可靠文件系统（可参考xv6-fs）

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）