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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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- ``ch6b_usertest``
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- merge ch6 的改动，然后再次测试 ch6_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 ch6 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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实验要求
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- 实现分支：ch6。
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- 实验目录要求不变。
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- 通过所有测例。
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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。
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你的内核必须前向兼容，能通过前一章的所有测例。
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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，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）。
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.. 实验结果
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本实验采用了github classroom的自动评分功能，完成实验提交（git push）后会触发自动测试，实验测试结果可以在在线统计<https://ucore-rv-64.github.io/classroom-grading/>中查看。
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问答作业
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1. 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？
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报告要求
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注意目录要求，报告命名 ``lab4.md`` 或 ``lab4.pdf``，位于 ``reports`` 目录下。
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特别的，ch7 的问答问题要一并写入本分支的报告。
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报告内容：
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- 简单总结你实现的功能（200字以内，不要贴代码）。
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- 完成问答题。
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- 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。
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- 推荐markdown文档格式。
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- (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。
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选做题目
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选作题目列表
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- 按需加载执行文件(Demanding Paging)
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- log-easyfs：实现基于日志的可靠文件系统（可参考xv6-fs）
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提交要求
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- 实现代码（包括基本的注释）
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- 设计与功能/性能测试分析文档，测试用例。
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- 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）
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