計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)-基于RISC-V代理內(nèi)核 課件 第六章實(shí)驗(yàn)4：文件系統(tǒng)

基于RISC-V代理內(nèi)核的操作系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)第六章．實(shí)驗(yàn)4：文件系統(tǒng)目錄實(shí)驗(yàn)4的基礎(chǔ)知識(shí)PKE文件系統(tǒng)架構(gòu)文件系統(tǒng)提供的接口虛擬文件系統(tǒng)VFSRFS文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容lab4_1文件操作lab4_2目錄文件lab4_3硬鏈接實(shí)驗(yàn)4的基礎(chǔ)知識(shí)PKElab4的設(shè)計(jì)目標(biāo)：為PKE添加文件系統(tǒng)支持PKE的文件系統(tǒng)應(yīng)該：1.為進(jìn)程提供合適的接口；2.支持VFS，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)hostfs文件和定制文件系統(tǒng)的訪問(wèn)；3.提供RFS(ramdiskfilesystem)作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；PKElab4的特點(diǎn)：

代碼量偏大（新增~1700行），因?yàn)槲募到y(tǒng)是OS最復(fù)雜的部分

代碼理解閱讀需花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間（所以作為課設(shè)內(nèi)容）PKE文件系統(tǒng)架構(gòu)特點(diǎn)應(yīng)用既可以訪問(wèn)hostfs，又可以訪問(wèn)RFS對(duì)多個(gè)文件系統(tǒng)的訪問(wèn)通過(guò)虛擬文件系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一接近真實(shí)場(chǎng)景文件系統(tǒng)的進(jìn)程接口提供一組用戶(hù)態(tài)函數(shù)調(diào)用OS的系統(tǒng)調(diào)用通過(guò)VFS層實(shí)現(xiàn)VFS根據(jù)目錄位置進(jìn)行判斷，調(diào)用具體文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)完成所需動(dòng)作VFS的實(shí)現(xiàn)VFS的本質(zhì)是在內(nèi)存中建立了一套整個(gè)文件系統(tǒng)的鏡像構(gòu)造VFS的基礎(chǔ)vinode：i節(jié)點(diǎn)的抽象dentry：directoryentry，目錄在VFS層的抽象super_block：文件系統(tǒng)相關(guān)的信息file：文件在VFS層的抽象VFS層的目錄組織/dir1/file1/RAMDISK0/dir2/file2根目錄只有1個(gè)跨具體文件系統(tǒng)的存在一切（包括文件）皆dentry采用hashcache做dentry的緩存（提供緩存查找函數(shù)）關(guān)于RFS（設(shè)計(jì)思想）分配一段RAM作為Disk（1diskblock=4096bytes）索引（直接索引）文件系統(tǒng)采用位圖法管理Disk空間RFS的基礎(chǔ)構(gòu)成superblock：超級(jí)塊。包含的是文件系統(tǒng)的重要信息，比如diskinode總個(gè)數(shù)、塊總個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)塊總個(gè)數(shù)等等dinode：diskinode，“課本上”的“I節(jié)點(diǎn)”。包含（直接）索引表bitmap：簡(jiǎn)單位圖RFS的目錄文件“課本上”的目錄文件<名字，dinode編號(hào)>的集合RFS中的硬鏈接“課本上”的硬鏈接目錄實(shí)驗(yàn)4的基礎(chǔ)知識(shí)PKE文件系統(tǒng)架構(gòu)文件系統(tǒng)提供的接口虛擬文件系統(tǒng)VFSRFS文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容lab4_1文件操作lab4_2目錄文件lab4_3硬鏈接lab4_1文件操作給定應(yīng)用預(yù)期輸出lab4_1文件操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在PKE操作系統(tǒng)內(nèi)核中完善對(duì)RFS文件的操作，使得它能夠正確處理用戶(hù)進(jìn)程的打開(kāi)、創(chuàng)建、讀寫(xiě)文件請(qǐng)求。。修改kernel/rfs.c文件中的rfs_create()函數(shù)。填寫(xiě)diskinode完成RFS文件的創(chuàng)建過(guò)程。lab4_2目錄文件給定應(yīng)用預(yù)期輸出lab4_2目錄文件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在PKE操作系統(tǒng)內(nèi)核中完善對(duì)RFS目錄文件的訪問(wèn)操作，使得它能夠正確處理用戶(hù)進(jìn)程的打開(kāi)、讀取目錄文件請(qǐng)求。。完善kernel/rfs.c中的rfs_readdir()函數(shù)，使得該函數(shù)能夠正確返回dir結(jié)構(gòu)（應(yīng)用態(tài)的ls能夠把目錄項(xiàng)都列出來(lái)）。lab4_3硬鏈接給定應(yīng)用預(yù)期輸出lab4_3硬鏈接實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在PKE操作系統(tǒng)內(nèi)核中完善對(duì)RFS文件的訪問(wèn)操作，使得它能夠正確處理用戶(hù)進(jìn)程的創(chuàng)建、刪除硬鏈接的請(qǐng)求。。完善kernel/rfs.c中的rfs_link()函數(shù)，使其能夠完成硬鏈接過(guò)程。lab4_challenge1相對(duì)路徑給定應(yīng)用預(yù)期輸出……lab4_challenge1相對(duì)路徑實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過(guò)修改PKE文件系統(tǒng)代碼，提供解析相對(duì)路徑的支持。具體來(lái)說(shuō)，用戶(hù)應(yīng)用程序在使用任何需要傳遞路徑字符串的函數(shù)時(shí)，都可以傳遞相對(duì)路徑而不會(huì)影響程序的功能。完成用戶(hù)層pwd函數(shù)（顯示進(jìn)程當(dāng)前工作目錄）、cd函數(shù)（切換進(jìn)程當(dāng)前工作目錄）。lab4_challenge2重載執(zhí)行給定應(yīng)用預(yù)期輸出lab4_challenge2重載執(zhí)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過(guò)修改PKE內(nèi)核和系統(tǒng)調(diào)用，為用戶(hù)程序提供exec函數(shù)的功能。exec接受一個(gè)可執(zhí)行程序的路徑名作為參數(shù)，表示要重新載入的elf文件。exec函數(shù)在執(zhí)行成功時(shí)不會(huì)返回，執(zhí)行失敗時(shí)返回-1。lab4_challenge3簡(jiǎn)易Shell給定應(yīng)用預(yù)期輸出……lab4_challenge3簡(jiǎn)易Shell實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：通過(guò)修改PKE內(nèi)核和系統(tǒng)調(diào)用，為用戶(hù)程序提供exec函數(shù)的功能。exec接受一個(gè)可執(zhí)行程序的路徑名，以及一個(gè)字符串作為參數(shù)。（實(shí)際上，exec系統(tǒng)調(diào)用的第二個(gè)參數(shù)本應(yīng)是一個(gè)參數(shù)數(shù)組，即char**類(lèi)型，這里為簡(jiǎn)單起見(jiàn)僅需傳入一個(gè)參數(shù)即可。如果