實驗四 擴展文件系統(tǒng)(lab4)

實驗目的：

擴展Nachos的文件系統(tǒng)。Nachos的文件系統(tǒng)是一個簡單并且能力有限的系統(tǒng)，限制之一就是文件的大小是不可擴展的。通過擴展，使得文件的大小是靈活可變的。

實驗環(huán)境：

虛擬機下Ubuntu Linux 16.04 LTS系統(tǒng)，nachos-3.4內(nèi)核管理模塊和MIPS CPU軟件模擬模塊，文件系統(tǒng)模塊，代碼在lab4文件夾下面實現(xiàn)。

實驗思路：

第一步

1.創(chuàng)建lab4，并將lab5拷貝進來，再把filesys文件夾下的拷貝進來
2.閱讀源碼，找主要任務(wù)

那我們先開始看文件：

根據(jù)實驗指導書上面講的，disk和synchdisk是文件系統(tǒng)的最底層，負責將指定數(shù)據(jù)寫入指定扇區(qū)，在我們的任務(wù)中不需要修改。Bitmap儲存磁盤狀況，Directory儲存文件頭位置，也不需要修改。main.cc和fstest.cc也是完整的調(diào)試文件，不需要修改。
那么本次實驗主要需要改動的就是openfile文件，fileHeader保存了文件的大小、數(shù)據(jù)扇區(qū)，所以也要被修改。

openfile

openfile.h

發(fā)現(xiàn)主要是打開文件的讀寫操作之類的

fileheader

.h

發(fā)現(xiàn)在這里對文件的長度有了定義，那么想要自由改變文件長度就要在這里修改

第二步 開始操作

1.添加文件長度拓展的接口，名命名為extend
2.在openfile內(nèi)添加可以返回文件頭位置的方法
3makefile修改

makefile.local

makefile

4.fstest修改
按照實驗指導，在Append方法和NAppend方法中去掉openfile->WriteBack()一句的注釋。

關(guān)鍵源代碼注釋以及程序說明：

長度拓展接口代碼：

bool
FileHeader::Extend(int newSize)
{

    if(newSize<numBytes)return FALSE;   //if not a extend operation

    if(newSize==numBytes)return TRUE;   //if size not change

    int newNumSectors  = divRoundUp(newSize, SectorSize);   //the number of sectors the new size need to be allocated.
    if(newNumSectors == numSectors){
        numBytes = newSize; 
        return TRUE;    //if number of sectors new size need equals the 

    }

    int diffSector = newNumSectors - numSectors;    

    OpenFile *bitmapfile = new OpenFile(0);
    BitMap *freeMap;
    freeMap = new BitMap(NumSectors);
        freeMap->FetchFrom(bitmapfile);
printf("debug in fhdr extend where new Sector=%d \n",freeMap->NumClear());
    if(newNumSectors>NumDirect||freeMap->NumClear()< diffSector)return FALSE;   //if disk is full or file size is too big.

    //allocate the new sectors and store them into file header
    int i;
    for(i = numSectors; i<newNumSectors; i++)
    {
        dataSectors[i] = freeMap->Find();
    }
    numBytes = newSize;
    numSectors = newNumSectors;

    return TRUE;
}

WriteBack代碼

void
OpenFile::WriteBack()
{
    hdr->WriteBack(headSector);
}

調(diào)試記錄及實驗結(jié)果：

make命令成功

創(chuàng)建磁盤命令

cp新文件

ap對文件進行加長

同上

同上

使用-d命令

empty文件和small文件大小都在

因為之前寫的比較亂，因此重新寫了一遍方便整理，對代碼進行了重構(gòu)

實驗原理

為什么初始條件下不能增加文件長度

因為在fstest中，append是我們在main中調(diào)用的實際對文件進行操作的函數(shù)。
在append中我們使用的是openfile的writeat函數(shù)
但是write函數(shù)會進行一個判斷，去看新寫入后文件長度是否超過文件頭規(guī)定的長度，如果超過了就放棄操作
那么我們就需要一步一步來
先去定義一個可以改變文件頭記載的文件長度的函數(shù)
再重寫write 函數(shù)，使得可以正常寫入，這就是我們做這道題的思路。

添加文件頭 header的變更長度的方法

命名為extend（size）
提供擴充文件大小的作用
再在openfile中對writeat進行修改，在寫入之前調(diào)用一下extend
再去fstest中對writeback和前面打開writeat方法的注釋

image.png

image.png

關(guān)于writeback方法也是需要實現(xiàn)在openfile里面的，在實驗指導書里面已經(jīng)給出了

調(diào)試記錄

最坑的錯誤

openfile.cc

在這里第一個if判斷中之前是判斷當前文件大小和之后文件大小進行一個比較，需要修改他的判斷條件，否則無法進入我們想要的第二個if判斷拓展文件大小
被這里坑了很久