LAB8 EXERCISE

UCORE_REPORT

练习0：填写已有实验

本实验依赖实验1/2/3/4/5/6/7。请把你做的实验1/2/3/4/5/6/7的代码填入本实验中代码中有“LAB1”/“LAB2”/“LAB3”/“LAB4”/“LAB5”/“LAB6” /“LAB7”的注释相应部分。并确保编译通过。注意：为了能够正确执行lab8的测试应用程序，可能需对已完成的实验1/2/3/4/5/6/7的代码进行进一步改进。

done

练习1: 完成读文件操作的实现（需要编码）

首先了解打开文件的处理流程，然后参考本实验后续的文件读写操作的过程分析，编写在sfs_inode.c中sfs_io_nolock读文件中数据的实现代码。

在sfs_io_nolock函数中，先计算一些辅助变量，并处理一些特殊情况（比如越界），然后有sfs_buf_op = sfs_rbuf,sfs_block_op = sfs_rblock，设置读取的函数操作。接着进行实际操作，先处理起始的没有对齐到块的部分，再以块为单位循环处理中间的部分，最后处理末尾剩余的部分。每部分中都调用sfs_bmap_load_nolock函数得到blkno对应的inode编号，并调用sfs_rbuf或sfs_rblock函数读取数据（中间部分调用sfs_rblock，起始和末尾部分调用sfs_rbuf），调整相关变量。完成后如果offset + alen > din->fileinfo.size（写文件时会出现这种情况，读文件时不会出现这种情况，alen为实际读写的长度），则调整文件大小为offset + alen并设置dirty变量。

请在实验报告中给出设计实现”UNIX的PIPE机制“的概要设方案，鼓励给出详细设计方案

从原理上，管道利用fork机制建立，从而让两个进程可以连接到同一个PIPE上。最开始的时候，上面的两个箭头都连接在同一个进程Process 1上(连接在Process 1上的两个箭头)。当fork复制进程的时候，会将这两个连接也复制到新的进程(Process 2)。随后，每个进程关闭自己不需要的一个连接 (两个黑色的箭头被关闭; Process 1关闭从PIPE来的输入连接，Process 2关闭输出到PIPE的连接).
在 Linux 中，管道的实现并没有使用专门的数据结构，而是借助了文件系统的file结构和VFS的索引节点inode。通过将两个 file 结构指向同一个临时的 VFS 索引节点，而这个 VFS 索引节点又指向一个物理页面而实现的。
有两个 file 数据结构，但它们定义文件操作例程地址是不同的，其中一个是向管道中写入数据的例程地址，而另一个是从管道中读出数据的例程地址。这样，用户程序的系统调用仍然是通常的文件操作，而内核却利用这种抽象机制实现了管道这一特殊操作。

练习2: 完成基于文件系统的执行程序机制的实现（需要编码）

改写proc.c中的load_icode函数和其他相关函数，实现基于文件系统的执行程序机制。执行：make qemu。如果能看看到sh用户程序的执行界面，则基本成功了。如果在sh用户界面上可以执行”ls”,”hello”等其他放置在sfs文件系统中的其他执行程序，则可以认为本实验基本成功。

请在实验报告中给出设计实现基于”UNIX的硬链接和软链接机制“的概要设方案，鼓励给出详细设计方案

将load_icode中原来从binary缓存读入的elf文件头和proghdr程序段头改为从文件中读入，使用load_icode_read()来读文件。 还要设定为运行的程序传递参数,设置uargc和uargv：采取Linux的参数放置格式，即⾸先将参数字符串放⼊栈中，然后将指向这些字符串的指针压入栈中当做参数，最后再压入argc。

对于复制来说，不仅仅创建了新的目录项（文件名），新的inode，还复制了该文件的所有数据；硬链接仅仅创建了新的目录项，并且在目录项中相应的inode编号被链接到相应的文件的inode编号，同时，该文件的inode引用计数加1；这样，删除原来的文件时候，文件数据并不会被删除，因为inode结点引用计数>0,所以，通过硬链接还能继续访问。
软链接，就是符号链接，其实就相当于是windows下的快捷方式。
创建了一个新的目录项，一个新的inode，只不过数据区里放的是被引用的文件路径和名称。

祝贺我通过自己的努力，完成了ucore OS lab1-lab8!