2024 春夏季开源操作系统训练营 阶段二 Lab4 实验报告
编程作业
本次实验需要我们实现 sys_linkat、sys_unlinkat 和 sys_stat 这三个系统调用。
sys_linkat
先从 sys_linkat 开始。这个系统调用的作用是创建一个文件的硬链接。所谓硬链接，就是多个目录项指向同一个 inode。从目录项来看，这是两个文件，并且也有不同的名称，但是他们实际上是同一个文件。
在之前的实现中，我们都是默认一个 inode 只会有一个目录项指向它，这很符合直觉，因为一个 inode 就代表一个文件，只会有一个名字。当 inode 对应的目录项被删除了，那么就代表这个 inode 也无效了，可以被释放掉。
而实现了硬链接之后，我们就需要修改 DiskInode 的内容，增加一个变量 nlink 来维护有多少个目录项指向该 inode，也就是有多少硬链接数。需要注意的是，为了保持 DiskInode 的大小不变，需要减小 dirent。
接下来就是如何增加硬链接了。我们可以模仿查找文件的实现方法，通过旧文件名找到链接的 inode，增加其硬链接数，再添加一个指向该 inode 的新文件名的目录项即可。
sys_unlinkat
sys_unlinkat 的作用是删除一个硬链接，就是 sys_linkat 的反操作。
还是通过文件名找到对应的 inode，减少其硬链接计数，判断若其硬链接数为 0 后，就可以清空这个 inode 了。框架提供了 clear() 方法来很方便地清空一个 inode 并回收其数据块。
然后删除对应的目录项。不过由于目录项是连续存储的，直接删除会需要进行移动操作，效率很低。我们可以采用将其 name 清空的方法，来让文件系统无法找到这个目录项，从而用很少的空间浪费换取了高效的删除操作。
sys_fstat
sys_fstat 的作用提供一个 fd，返回其相关的 inode 信息。不过本实验中，我们只需要关心 ino 和 nlink 就好了。mode 因为我们只能打开文件，所以一定是 StatMode::FILE。
实现方式也很简单，获取对应的数据返回即可。我采用的方法是在 File trait 里新增了 fstat 方法。这样还需要给 Stdin、Stdout、Stderr 也实现这个方法，由于对这些进行 fstat 是非法操作，我就直接返回了 None。
问答作业
root inode 是文件系统的根，起到了给 os 一个文件系统入口的作用，当 os 想要从文件系统中对文件进行操作的时候，就通过全局的 ROOT_INODE 来获取根目录的 inode，然后再访问其下的目录项来查找文件。
Chapter 7 问答作业
第一题
当时用管道符号 | 进行文本提取的时候。例如查看本机 CPU 型号：
|
|
上述指令使用 cat 获取 cpu 相关的信息，然后用管道传给 grep 提取出包含有 'model name' 的行，最后传递给 uniq 进行去重，就得到了当前的 cpu 型号。
第二题
对于需要在多个进程之间进行相互通信，可以采用共享内存的方式，给所有进程分配一段实际物理块相同的内存空间，再加上读写锁等类似的互斥同步机制，就可以实现了。
荣誉准则
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在完成本次实验的过程（含此前学习的过程）中，我曾分别与 以下各位 就（与本次实验相关的）以下方面做过交流，还在代码中对应的位置以注释形式记录了具体的交流对象及内容：
SaZiKK: 部分理解性的原理
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此外，我也参考了 以下资料 ，还在代码中对应的位置以注释形式记录了具体的参考来源及内容：
无
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我独立完成了本次实验除以上方面之外的所有工作，包括代码与文档。 我清楚地知道，从以上方面获得的信息在一定程度上降低了实验难度，可能会影响起评分。
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我从未使用过他人的代码，不管是原封不动地复制，还是经过了某些等价转换。 我未曾也不会向他人（含此后各届同学）复制或公开我的实验代码，我有义务妥善保管好它们。 我提交至本实验的评测系统的代码，均无意于破坏或妨碍任何计算机系统的正常运转。 我清楚地知道，以上情况均为本课程纪律所禁止，若违反，对应的实验成绩将按“-100”分计。