系列文章 : [6.1810] 跟著 MIT 6.1810 學習基礎作業系統觀念

大綱

• kernel/fs.h/dirent
• kernel/fs.c/namecmp
• kernel/fs.c/dirlookup
• kernel/fs.c/dirlink

kernel/fs.h/dirent

#define DIRSIZ 14

struct dirent {
  ushort inum;
  char name[DIRSIZ];
};

• direct
  • inum 佔 2 bytes
  • char name[D] 佔 14 bytes ( DIRSIZ = 14)，代表檔案名稱最長為 14 個字元
  • 所以整個 struct dirent 佔 16 bytes
• inum
  • 這個 directory entry 所指向的 inode number。
  • 假如 inum == 0，代表這個 directory entry 是空的 ( empty )，可以被其他人所使用。
  • 假如 inum != 0，這代表了這是一個在 disk-hardware 裡面的 inode 的 number，該 inode 儲存了這個 directory entry 所指向的檔案的 metadata。
• name
  • 檔案名稱。假如檔案名稱剛好是 14 個字元的話，就不會有 null-terminator ( \0 )。

kernel/fs.c/namecmp

int
namecmp(const char *s, const char *t)
{
  return strncmp(s, t, DIRSIZ);
}

比對檔案名稱，因為檔案名稱最長為 DIRSIZ，所以這邊 strncmp 的長度設為 DIRSIZ。

kernel/fs.c/dirlookup

// Look for a directory entry in a directory.
// If found, set *poff to byte offset of entry.
struct inode*
dirlookup(struct inode *dp, char *name, uint *poff)
{

• 嘗試在一個 directory inode 裡面，找尋目標檔案。
• struct inode *dp
  • 指向一個 directory inode 的 in-memory-struct-inode。
• char *name
  • 目標的檔案名稱，會在 dp 的 directory entry 嘗試去尋找符合這個名稱的檔案
• uint *poff
  • 假如能夠找到該檔案，則 poff 會記錄該檔案在 directory inode 裡面的 directory entry 的偏移量
• return value
  • 成功 : 回傳一個 in-memory-struct-inode
  • 失敗 : 例如找不到該檔案，回傳 0 ( null pointer )

  uint off, inum;
  struct dirent de;

  if(dp->type != T_DIR)
    panic("dirlookup not DIR");

會去看該 inode 的類型是不是 directory
假如不是的話，就該馬上發出 panic。

  for(off = 0; off < dp->size; off += sizeof(de)){
    if(readi(dp, 0, (uint64)&de, off, sizeof(de)) != sizeof(de))
      panic("dirlookup read");
    if(de.inum == 0)
      continue;
    if(namecmp(name, de.name) == 0){
      // entry matches path element
      if(poff)
        *poff = off;
      inum = de.inum;
      return iget(dp->dev, inum);
    }
  }

  return 0;
}

• 這邊會去完整遍尋一遍 directory entries
• 用 readi 取得該 in-memory-struct-inode 的檔案內容，因為該 inode 的 type 是 T_DIR，所以檔案內容預期會是 directory entries
• 用 namecmp 去比對檔案名稱
• 假如能夠找到該檔案，就用 poff 去記錄找到該檔案時的偏移量。
• 用 iget 去取得該檔案的 in-memory-struct-inode

kernel/fs.c/dirlink

// Write a new directory entry (name, inum) into the directory dp.
// Returns 0 on success, -1 on failure (e.g. out of disk blocks).
int
dirlink(struct inode *dp, char *name, uint inum)
{

• 會將 inode number 為 inum 的 struct-inode，以 name 為檔案名稱，放進 dp 這個 directory 裡面。
• struct inode *dp : 表示該 directory 的 in-memory-struct-inode
• char *name : 新增檔案的檔案名稱。
• uint inum : 新增檔案的 inode number。
• return value
  • 0 : 成功在這個 directory 建立一個新的 directory entry。
  • -1 : 失敗。可能是因為這個 directory 已經有相同名稱的檔案了，也有可能是因為 disk 已經滿了。
• 因為這個是在這個 directory 新增 inode number 為 inum 的檔案，所以 inum 這個檔案其實可以重複加進不同的 directory 裡面。或甚至是，以不同的檔案名稱儲存在相同的 directory 裡面。

  int off;
  struct dirent de;
  struct inode *ip;

  // Check that name is not present.
  if((ip = dirlookup(dp, name, 0)) != 0){
    iput(ip);
    return -1;
  }

• 因為 dirlookup 裡面會去呼叫 iget，所以在這邊沒有要繼續使用該 inode 的話，需要自行 iput。
• 假如這個檔案名稱已經存在了的話，就 return -1 表示失敗
  • 也就是說，假如換一個檔案名稱，同樣的 inode 可以出現在同一個 directory 裡面好幾次。

  // Look for an empty dirent.
  for(off = 0; off < dp->size; off += sizeof(de)){
    if(readi(dp, 0, (uint64)&de, off, sizeof(de)) != sizeof(de))
      panic("dirlink read");
    if(de.inum == 0)
      break;
  }

遍尋這個 directory 的所有 directory entry，找到有空位的地方，就把 off 記起來，並 break 退出迴圈。

  strncpy(de.name, name, DIRSIZ);
  de.inum = inum;
  if(writei(dp, 0, (uint64)&de, off, sizeof(de)) != sizeof(de))
    return -1;

  return 0;
}

把目標 inum 放在目標 directory entry 裡面。