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nachos with log structured file system

Basic File System Part

code

1. 使文件系统支持 128kb 的文件

   • 1.1增加 indirect data block 支持 (stargazermiao) √
   • 1.2增加 double indirect data block 支持 (stargazermiao) √
   • 1.3修改 FileHeader::Allocate使其分配时能向indirect block 和 double indirect block 上分配 (stargazermiao) √
   • 1.4修改 FileHeader::Allocate删除非直接的块 √

2. 使文件系统支持自适应的文件大小

   • 2.1修改FileHeader::ByteToSector访问大于文件1sector内容的块时增加新块 (stargazermiao) √
   • 2.2新增 FileHeader::DeleteByte删除文件中某一字节(不在明确题目要求中,不知道是不是强制要求，麻烦) x
   • 2.3处理创建新块/删除块过程中的磁盘freeMap并发访问问题 x
   • 2.4使文件夹支持超过10个文件 x

3. 多线程并发访问文件

   • 3.1 kernel中增加全局变量记录打开文件和操作情况 x
   • 3.2 原子读写操作，并保证读写一致性 x
   • 3.3 删除操作位于最低优先级，并发时先处理读写 x

test

1. 使文件系统支持 128kb 的文件

   • 1.1增加 indirect data block 支持 (stargazermiao) √
   • 1.2增加 double indirect data block 支持 (stargazermiao) √
   • 1.3修改 FileHeader::Allocate使其分配时能向indirect block 和 double indirect block 上分配 (stargazermiao) √
   • 1.4修改 FileHeader::Allocate删除非直接的块 x

2. 使文件系统支持自适应的文件大小

   • 2.1修改FileHeader::ByteToSector访问大于文件1sector内容的块时增加新块 (stargazermiao) √
   • 2.2新增 FileHeader::DeleteByte删除文件中某一字节(不在明确题目要求中,不知道是不是强制要求，麻烦) x
   • 2.3处理创建新块/删除块过程中的磁盘freeMap并发访问问题 x
   • 2.4使文件夹支持超过10个文件 x

3. 多线程并发访问文件

   • 3.1 kernel中增加全局变量记录打开文件和操作情况 x
   • 3.2 原子读写操作，并保证读写一致性 x
   • 3.3 删除操作位于最低优先级，并发时先处理读写 x

log structure file system

在makefile中删除-DLOG_FS标记并删除相关文件项（TODO，MakeFile要改）

1. 构建ADT

   • FileHeaderMap, 保存filedeader在log中的位置， 实际上等于在磁盘上的位置，此处需缓存map！
   • Segment, 保存当前段在磁盘中的offset， seg 中存放一个块做segment sumary
   • SegmentSummary, 保存段内文件的编号和对应的文件块在段内的偏移， 操作时间，版本号
   • SegmentMap, 保存segment在磁盘上的起始地址, 段内的live byte, 该segment的最后操作时间
   • CheckPoint, 保存当前的FileHeaderMap和SegmentMap，当前日志的结尾指针

   NOTE： 当前节点中只有文件名，考虑到文件名可以保证唯一性，使用文件名哈希值来作为文件编号可以保证唯一性（看下c++的md5运算, 需要引入c11支持）

2. 段清理

   • 检查SegmentMap, 找出live data 较少的块， 回收
   • 拷贝数据到新段上（刷写时块按修改的时间排序）， 此时触发写盘操作（包括新的fileheader）, 更新各种map
   • 设置守护线程检查当前clean的块数量，触发段清理

3. 缓存

   • 文件buffer使用循环buffer是实现，每次磁盘读写都会触发缓存更新.
   • log buffer 存储发生的写操作， buffer 满时触发一次磁盘连续写
   • 各种map同样需要在内存中做缓存
   • 标记已经缓存的日志末尾

4. 写操作

   • 向当前log buffer的末尾位置写入一条记录
   • 写盘操作被触发时， 刷写当前buffer到硬盘上的log结尾

5. 读操作

   • 查询fileheadermap, 可以打开文件
   • 读取sector时直接从文件中读取

6. 删除操作

   • 直接删除fileheadermap中的记录