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chapter6练习
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- 本节难度： **理解文件系统比较费事，编程难度适中**
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本章任务
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- ``ch7b_usertest`` ``ch7_mergetest``
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- merge ch6 的改动，然后再次测试 ch6_usertest 和 ch7b_usertest。
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- 完成本章问答作业。
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- 完成本章编程作业。
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- 最终，完成实验报告并 push 你的 ch7 分支到远程仓库。
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编程作业
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硬链接
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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 <https://en.wikipedia.org/wiki/Hard_link>`_ 。
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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`` 。
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**linkat**：
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* syscall ID: 37
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* 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>`_ 。
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* 接口： ``int linkat(int olddirfd, char* oldpath, int newdirfd, char* newpath, unsigned int flags)``
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* 参数：
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* 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。
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* flags: 仅为了兼容性考虑，本次实验中始终为 0，可以忽略。
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* oldpath：原有文件路径
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* newpath: 新的链接文件路径。
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* 说明：
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* 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。
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* 返回值：如果出现了错误则返回 -1，否则返回 0。
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* 可能的错误
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* 链接同名文件。
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**unlinkat**:
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* syscall ID: 35
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* 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>`_ 。
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* 接口： ``int unlinkat(int dirfd, char* path, unsigned int flags)``
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* 参数：
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* dirfd: 仅为了兼容性考虑，本次实验中始终为 AT_FDCWD (-100)，可以忽略。
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* flags: 仅为了兼容性考虑，本次实验中始终为 0，可以忽略。
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* path：文件路径。
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* 说明：
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* 需要注意 unlink 掉所有硬链接后彻底删除文件的情况。
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* 返回值：如果出现了错误则返回 -1，否则返回 0。
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* 可能的错误
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* 文件不存在。
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**fstat**:
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* syscall ID: 80
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* 功能：获取文件状态。
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* 接口： ``int fstat(int fd, struct Stat* st)``
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* 参数：
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* fd: 文件描述符
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* st: 文件状态结构体
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.. code-block:: c
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struct Stat {
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uint64 dev, // 文件所在磁盘驱动号，该实现写死为 0 即可。
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uint64 ino, // inode 文件所在 inode 编号
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uint32 mode, // 文件类型
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uint32 nlink, // 硬链接数量，初始为1
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uint64 pad[7], // 无需考虑，为了兼容性设计
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}
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// 文件类型只需要考虑:
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#define DIR 0x040000 // directory
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#define FILE 0x100000 // ordinary regular file
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* 返回值：如果出现了错误则返回 -1，否则返回 0。
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* 可能的错误
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* fd 无效。
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* st 地址非法。
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正确实现后，你的 os 应该能够正确运行 ch7_file* 对应的测试用例，在 shell 中执行 ch7_usertest 来执行测试。
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Tips
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- 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。
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- 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）。
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- 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，但我们暂时没有设置相关的测试，请在报告中用描述实现方法。
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- 理论上讲，想要测试文件系统的属性需要重启机器，但我们没有这样做。一方面是为了测试的方便，另一方面也留了一条后路。。。。。。。。。
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问答作业
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1. 目前的文件系统只有单级目录，假设想要支持多级文件目录，请描述你设想的实现方式，描述合理即可。
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2. 在有了多级目录之后，我们就也可以为一个目录增加硬链接了。在这种情况下，文件树中是否可能出现环路(软硬链接都可以，鼓励多尝试)？你认为应该如何解决？请在你喜欢的系统上实现一个环路，描述你的实现方式以及系统提示、实际测试结果。
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报告要求
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- 注明姓名学号。
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- 简单总结本次实验你新添加的代码。
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* 完成 ch7 问答问题
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* (optional) 你对本次实验设计及难度的看法。 |