【MIT 6.S081】Lab9: file system

这个lab难度不大，主要理解file system中几个较高层的函数就可以做
笔者用时约3h

Large files

这一部分要求我们扩容xv6文件系统能够支持的最大文件大小，在我们修改代码之前，xv6的文件系统限制为12个直接块和1个一级间接块，最大文件大小为(12+256)*1024字节。
我们需要实现的是，将1个直接块替换为1个二级间接块，其中，二级间接块的意思是，该块中存储256个一级简接块的块号，也就是说，最大文件大小变为(11+256+256*256)*1024字节。
具体实现上，首先我们在fs.h文件中修改并添加一些宏定义（这一步非常重要，因为一开始的宏定义不仅仅在我们需要修改的函数中使用，还在其他地方有使用，最简单的方法就是根据其定义修改其值），如下所示。其中，NDIRECT表示直接块数量，NINDIRECT1表示一级间接块可以表示的块号数量（256），NINDIRECT2表示二级间接块可以表示的块号数量（256*256），NINDIRECT表示所有间接块可以表示的块号数量。

#define NDIRECT 11
#define NINDIRECT1 (BSIZE / sizeof(uint))
#define NINDIRECT2 (NINDIRECT1 * NINDIRECT1)
#define NINDIRECT (NINDIRECT1 + NINDIRECT2)

然后需要修改dinode结构体（定义在kernel/fs.h:34）中addrs数组的大小以及inode结构体（定义在kernel/file.h:17）中addrs数组的大小。

// fs.h
// On-disk inode structure
struct dinode {
   
   
  short type;           // File type
  short major;          // Major device number (T_DEVICE only)
  short minor;          // Minor device number (T_DEVICE only)
  short nlink;          // Number of links to inode in file system
  uint size;            // Size of file (bytes)
  uint addrs[NDIRECT+2];   // Data block addresses
};
// file.h
// in-memory copy of an inode
struct inode {
   
   
  uint dev;           // Device number
  uint inum;          // Inode number
  int ref;            // Reference count
  struct sleeplock lock; // protects everything below here
  int valid;          // inode has been read from disk?

  short type;         // copy of disk inode
  short major;
  short minor;
  short nlink;
  uint size;
  uint addrs[NDIRECT+2];
};

然后根据实验文档，我们修改bmap函数（定义在kernel/fs.c:378），参考一级间接块的处理方案，首先需要判断当前请求的文件块是第几块，如果是二级间接块的话，那么需要获取两个偏移量，分别是二级间接块的偏移量（bn / NINDIRECT1）和该偏移量所指向一级间接块的偏移量（bn % NINDIRECT1）。然后先看二级间接块是否存在，不存在则分配，并跑到对应的一级间接块中，查看一级间接块是否存在，不存在则分配，最后跑到目标块中，查看目标块是否存在，不存在则分配。

static uint
bmap(struct inode *ip, uint bn)
{
   
   
  uint addr, *a;
  struct buf *bp;

  if(bn < NDIRECT){
   
   
    if((addr = ip->addrs[bn]) == 0)
      ip->addrs[bn] = addr = balloc(ip->dev);
    return addr