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操作系统真象还原实验记录之实验二十八:实现文件删除、创建与遍历目录

作者:互联网

操作系统真象还原实验记录之实验二十八:实现文件删除、创建与遍历目录

1.文件的删除

位于打开文件表的文件不能被删除。目录不能用此函数删除,用rmdir(暂未实现)。

inode.c的基本函数inode_release、inode_delete(回收inode)


/* 回收inode的数据块和inode本身 */
void inode_release(struct partition* part, uint32_t inode_no) {
   struct inode* inode_to_del = inode_open(part, inode_no);
   ASSERT(inode_to_del->i_no == inode_no);

/* 1 回收inode占用的所有块 */
   uint8_t block_idx = 0, block_cnt = 12;
   uint32_t block_bitmap_idx;
   uint32_t all_blocks[140] = {0};	  //12个直接块+128个间接块

   /* a 先将前12个直接块存入all_blocks */
   while (block_idx < 12) {
      all_blocks[block_idx] = inode_to_del->i_sectors[block_idx];
      block_idx++;
   }

   /* b 如果一级间接块表存在,将其128个间接块读到all_blocks[12~], 并释放一级间接块表所占的扇区 */
   if (inode_to_del->i_sectors[12] != 0) {
      ide_read(part->my_disk, inode_to_del->i_sectors[12], all_blocks + 12, 1);
      block_cnt = 140;

      /* 回收一级间接块表占用的扇区 */
      block_bitmap_idx = inode_to_del->i_sectors[12] - part->sb->data_start_lba;
      ASSERT(block_bitmap_idx > 0);
      bitmap_set(&part->block_bitmap, block_bitmap_idx, 0);
      bitmap_sync(cur_part, block_bitmap_idx, BLOCK_BITMAP);
   }
   
   /* c inode所有的块地址已经收集到all_blocks中,下面逐个回收 */
   block_idx = 0;
   while (block_idx < block_cnt) {
      if (all_blocks[block_idx] != 0) {
	 block_bitmap_idx = 0;
	 block_bitmap_idx = all_blocks[block_idx] - part->sb->data_start_lba;
	 ASSERT(block_bitmap_idx > 0);
	 bitmap_set(&part->block_bitmap, block_bitmap_idx, 0);
	 bitmap_sync(cur_part, block_bitmap_idx, BLOCK_BITMAP);
      }
      block_idx++; 
   }

/*2 回收该inode所占用的inode */
   bitmap_set(&part->inode_bitmap, inode_no, 0);  
   bitmap_sync(cur_part, inode_no, INODE_BITMAP);

   /******     以下inode_delete是调试用的    ******
   * 此函数会在inode_table中将此inode清0,
   * 但实际上是不需要的,inode分配是由inode位图控制的,
   * 硬盘上的数据不需要清0,可以直接覆盖*/
   void* io_buf = sys_malloc(1024);
   inode_delete(part, inode_no, io_buf);
   sys_free(io_buf);
   /***********************************************/
    
   inode_close(inode_to_del);
}


/* 将硬盘分区part上的inode清空 */
void inode_delete(struct partition* part, uint32_t inode_no, void* io_buf) {
   ASSERT(inode_no < 4096);
   struct inode_position inode_pos;
   inode_locate(part, inode_no, &inode_pos);     // inode位置信息会存入inode_pos
   ASSERT(inode_pos.sec_lba <= (part->start_lba + part->sec_cnt));
   
   char* inode_buf = (char*)io_buf;
   if (inode_pos.two_sec) {   // inode跨扇区,读入2个扇区
      /* 将原硬盘上的内容先读出来 */
      ide_read(part->my_disk, inode_pos.sec_lba, inode_buf, 2);
      /* 将inode_buf清0 */
      memset((inode_buf + inode_pos.off_size), 0, sizeof(struct inode));
      /* 用清0的内存数据覆盖磁盘 */
      ide_write(part->my_disk, inode_pos.sec_lba, inode_buf, 2);
   } else {    // 未跨扇区,只读入1个扇区就好
      /* 将原硬盘上的内容先读出来 */
      ide_read(part->my_disk, inode_pos.sec_lba, inode_buf, 1);
      /* 将inode_buf清0 */
      memset((inode_buf + inode_pos.off_size), 0, sizeof(struct inode));
      /* 用清0的内存数据覆盖磁盘 */
      ide_write(part->my_disk, inode_pos.sec_lba, inode_buf, 1);
   }
}

inode_release:函数功能是接受分区和i_no,然后根据文件的inode->i_sector[],找到占有的所有扇区地址,依次转化成block位图位,置0。最后将inode位图对应位置0并同步。
回收文件占用的扇区,无需对扇区清0,只需要对位图清0再同步到磁盘即可。

注意:普通文件扇区地址非连续,但是索引逻辑上连续,所以可以无需遍历140个all_block,当all_block=0时,那么文件必然到头。
但是目录可能出现,直接索引1为0,但是直接索引2记录了扇区地址的情况。这是因为目录项操作是单独的,对于这个目录而言,存在第一个扇区目录项被删除完了,扇区也回收了。但是第二个扇区的目录项没有动的情况。
这里为了简单,不判断普通文件还是目录,一律遍历140个扇区地址。

inode_delete:可有可无,功能接受i_no,将inode_table对应inode清0。
回收inode结点其实只需要将inode位图对应位清0再同步回磁盘即可,所以此函数可有可无,用于调试

删除目录项 dir.c之delete_dir_entry

/* 把分区part目录pdir中编号为inode_no的目录项删除 */
bool delete_dir_entry(struct partition* part, struct dir* pdir, uint32_t inode_no, void* io_buf) {
   struct inode* dir_inode = pdir->inode;
   uint32_t block_idx = 0, all_blocks[140] = {0};
   /* 收集目录全部块地址 */
   while (block_idx < 12) {
      all_blocks[block_idx] = dir_inode->i_sectors[block_idx];
      block_idx++;
   }
   if (dir_inode->i_sectors[12]) {
      ide_read(part->my_disk, dir_inode->i_sectors[12], all_blocks + 12, 1);
   }

   /* 目录项在存储时保证不会跨扇区 */
   uint32_t dir_entry_size = part->sb->dir_entry_size;
   uint32_t dir_entrys_per_sec = (SECTOR_SIZE / dir_entry_size);       // 每扇区最大的目录项数目
   struct dir_entry* dir_e = (struct dir_entry*)io_buf;   
   struct dir_entry* dir_entry_found = NULL;
   uint8_t dir_entry_idx, dir_entry_cnt;
   bool is_dir_first_block = false;     // 目录的第1个块 

   /* 遍历所有块,寻找目录项 */
   block_idx = 0;
   while (block_idx < 140) {
      is_dir_first_block = false;
      if (all_blocks[block_idx] == 0) {
	 block_idx++;
	 continue;
      }
      dir_entry_idx = dir_entry_cnt = 0;
      memset(io_buf, 0, SECTOR_SIZE);
      /* 读取扇区,获得目录项 */
      ide_read(part->my_disk, all_blocks[block_idx], io_buf, 1);

      /* 遍历所有的目录项,统计该扇区的目录项数量及是否有待删除的目录项 */
      while (dir_entry_idx < dir_entrys_per_sec) {
	 if ((dir_e + dir_entry_idx)->f_type != FT_UNKNOWN) {
	    if (!strcmp((dir_e + dir_entry_idx)->filename, ".")) { 
	       is_dir_first_block = true;
	    } else if (strcmp((dir_e + dir_entry_idx)->filename, ".") && 
	       strcmp((dir_e + dir_entry_idx)->filename, "..")) {
	       dir_entry_cnt++;     // 统计此扇区内的目录项个数,用来判断删除目录项后是否回收该扇区
	       if ((dir_e + dir_entry_idx)->i_no == inode_no) {	  // 如果找到此i结点,就将其记录在dir_entry_found
		  ASSERT(dir_entry_found == NULL);  // 确保目录中只有一个编号为inode_no的inode,找到一次后dir_entry_found就不再是NULL
		  dir_entry_found = dir_e + dir_entry_idx;
		  /* 找到后也继续遍历,统计总共的目录项数 */
	       }
	    }
	 }
	 dir_entry_idx++;
      } 

      /* 若此扇区未找到该目录项,继续在下个扇区中找 */
      if (dir_entry_found == NULL) {
	 block_idx++;
	 continue;
      }

   /* 在此扇区中找到目录项后,清除该目录项并判断是否回收扇区,随后退出循环直接返回 */
      ASSERT(dir_entry_cnt >= 1);
    /* 除目录第1个扇区外,若该扇区上只有该目录项自己,则将整个扇区回收 */
      if (dir_entry_cnt == 1 && !is_dir_first_block) {
	 /* a 在块位图中回收该块 */
	 uint32_t block_bitmap_idx = all_blocks[block_idx] - part->sb->data_start_lba;
	 bitmap_set(&part->block_bitmap, block_bitmap_idx, 0);
	 bitmap_sync(cur_part, block_bitmap_idx, BLOCK_BITMAP);

	 /* b 将块地址从数组i_sectors或索引表中去掉 */
	 if (block_idx < 12) {
	    dir_inode->i_sectors[block_idx] = 0;
	 } else {    // 在一级间接索引表中擦除该间接块地址
	    /*先判断一级间接索引表中间接块的数量,如果仅有这1个间接块,连同间接索引表所在的块一同回收 */
	    uint32_t indirect_blocks = 0;
	    uint32_t indirect_block_idx = 12;
	    while (indirect_block_idx < 140) {
	       if (all_blocks[indirect_block_idx] != 0) {
		  indirect_blocks++;
	       }
	    }
	    ASSERT(indirect_blocks >= 1);  // 包括当前间接块

	    if (indirect_blocks > 1) {	  // 间接索引表中还包括其它间接块,仅在索引表中擦除当前这个间接块地址
	       all_blocks[block_idx] = 0; 
	       ide_write(part->my_disk, dir_inode->i_sectors[12], all_blocks + 12, 1); 
	    } else {	// 间接索引表中就当前这1个间接块,直接把间接索引表所在的块回收,然后擦除间接索引表块地址
	       /* 回收间接索引表所在的块 */
	       block_bitmap_idx = dir_inode->i_sectors[12] - part->sb->data_start_lba;
	       bitmap_set(&part->block_bitmap, block_bitmap_idx, 0);
	       bitmap_sync(cur_part, block_bitmap_idx, BLOCK_BITMAP);
	       
	       /* 将间接索引表地址清0 */
	       dir_inode->i_sectors[12] = 0;
	    }
	 }
      } else { // 仅将该目录项清空
	 memset(dir_entry_found, 0, dir_entry_size);
	 ide_write(part->my_disk, all_blocks[block_idx], io_buf, 1);
      }

   /* 更新i结点信息并同步到硬盘 */
      ASSERT(dir_inode->i_size >= dir_entry_size);
      dir_inode->i_size -= dir_entry_size;
      memset(io_buf, 0, SECTOR_SIZE * 2);
      inode_sync(part, dir_inode, io_buf);

      return true;
   }
   /* 所有块中未找到则返回false,若出现这种情况应该是serarch_file出错了 */
   return false;
}


函数接受分区part、目录pdir、i_no。功能是删除pdir目录的i_no对应文件的目录项。
(1)文件所在目录的目录项必须清0
(2)如果目录项独占一个块,且不是该目录最初块的话,回收扇区,则目录inode的索引要清0
(3)目录的inode的i_size是目录项大小总和,需修改并同步于磁盘。
(4)如果该索引独占间接索引块,那么此块也要回收,i_sector[12]置0,并同步inode和block位图。

首先,所有目录均有“。”、“。。”这两个目录项。
代码流程如下:
先在pdir目录的inode结点中,将140个索引全部读入all_block,目录项不跨扇区,所以依次遍历这140个扇区每个扇区的目录项,统计每个扇区目录项数目(不包括“。”、“。。”),同时寻找i_no符合的目录项。

没找到继续遍历下一个扇区,找到则进行判断目录项是否独占一个扇区且不是该目录最初块。不是就只清空目录项并同步该扇区。

是的话则回收扇区即清理对应位位图并同步,然后将目录的inode的对应索引清0,
如果是直接索引那么直接清0,如果是间接索引,如果该索引独占索引块,那就回收这个索引块即位图相应位置0并同步,再将i_sector[12]置0;如果不是独占,那就对应间接索引置0并同步至磁盘间接索引块

最后,由于pdir的inode的i_sector和i_size被修改了,需要同步回磁盘的inode_table。

fs.c之sys_unlink


/* 删除文件(非目录),成功返回0,失败返回-1 */
int32_t sys_unlink(const char* pathname) {
   ASSERT(strlen(pathname) < MAX_PATH_LEN);

   /* 先检查待删除的文件是否存在 */
   struct path_search_record searched_record;
   memset(&searched_record, 0, sizeof(struct path_search_record));
   int inode_no = search_file(pathname, &searched_record);
   ASSERT(inode_no != 0);
   if (inode_no == -1) {
      printk("file %s not found!\n", pathname);
      dir_close(searched_record.parent_dir);
      return -1;
   }
   if (searched_record.file_type == FT_DIRECTORY) {
      printk("can`t delete a direcotry with unlink(), use rmdir() to instead\n");
      dir_close(searched_record.parent_dir);
      return -1;
   }

   /* 检查是否在已打开文件列表(文件表)中 */
   uint32_t file_idx = 0;
   while (file_idx < MAX_FILE_OPEN) {
      if (file_table[file_idx].fd_inode != NULL && (uint32_t)inode_no == file_table[file_idx].fd_inode->i_no) {
	 break;
      }
      file_idx++;
   }
   if (file_idx < MAX_FILE_OPEN) {
      dir_close(searched_record.parent_dir);
      printk("file %s is in use, not allow to delete!\n", pathname);
      return -1;
   }
   ASSERT(file_idx == MAX_FILE_OPEN);
   
   /* 为delete_dir_entry申请缓冲区 */
   void* io_buf = sys_malloc(SECTOR_SIZE + SECTOR_SIZE);
   if (io_buf == NULL) {
      dir_close(searched_record.parent_dir);
      printk("sys_unlink: malloc for io_buf failed\n");
      return -1;
   }

   struct dir* parent_dir = searched_record.parent_dir;  
   delete_dir_entry(cur_part, parent_dir, inode_no, io_buf);
   inode_release(cur_part, inode_no);
   sys_free(io_buf);
   dir_close(searched_record.parent_dir);
   return 0;   // 成功删除文件 
}

接受一个pathname
先用searched_record检查路径pathname
若目录或者位于打开文件表则报错。
否则就调用delete_dir_entry,清除目录项
inode_release,清除inode结点。

main.c

int main(void) {
   put_str("I am kernel\n");
   init_all();

   intr_enable();
   process_execute(u_prog_a, "u_prog_a");
   process_execute(u_prog_b, "u_prog_b");   
	thread_start("k_thread_a", 31, k_thread_a, "argA ");
	thread_start("k_thread_b", 31, k_thread_b, "argB ");
	
	printf("/file1 delete %s!\n", sys_unlink("/file1") == 0 ? "done" : "fall");		
	while(1);
   return 0;
}

调了个sys_unlink删除file1

实验结果

在这里插入图片描述

2.创建目录

fs.c之sys_mkdir


/* 创建目录pathname,成功返回0,失败返回-1 */
int32_t sys_mkdir(const char* pathname) {
   uint8_t rollback_step = 0;	       // 用于操作失败时回滚各资源状态
   void* io_buf = sys_malloc(SECTOR_SIZE * 2);
   if (io_buf == NULL) {
      printk("sys_mkdir: sys_malloc for io_buf failed\n");
      return -1;
   }

   struct path_search_record searched_record;
   memset(&searched_record, 0, sizeof(struct path_search_record));
   int inode_no = -1;
   inode_no = search_file(pathname, &searched_record);
   if (inode_no != -1) {      // 如果找到了同名目录或文件,失败返回
      printk("sys_mkdir: file or directory %s exist!\n", pathname);
      rollback_step = 1;
      goto rollback;
   } else {	     // 若未找到,也要判断是在最终目录没找到还是某个中间目录不存在
      uint32_t pathname_depth = path_depth_cnt((char*)pathname);
      uint32_t path_searched_depth = path_depth_cnt(searched_record.searched_path);
      /* 先判断是否把pathname的各层目录都访问到了,即是否在某个中间目录就失败了 */
      if (pathname_depth != path_searched_depth) {   // 说明并没有访问到全部的路径,某个中间目录是不存在的
	 printk("sys_mkdir: can`t access %s, subpath %s is`t exist\n", pathname, searched_record.searched_path);
	 rollback_step = 1;
	 goto rollback;
      }
   }

   struct dir* parent_dir = searched_record.parent_dir;
   /* 目录名称后可能会有字符'/',所以最好直接用searched_record.searched_path,无'/' */
   char* dirname = strrchr(searched_record.searched_path, '/') + 1;

   inode_no = inode_bitmap_alloc(cur_part); 
   if (inode_no == -1) {
      printk("sys_mkdir: allocate inode failed\n");
      rollback_step = 1;
      goto rollback;
   }

   struct inode new_dir_inode;
   inode_init(inode_no, &new_dir_inode);	    // 初始化i结点

   uint32_t block_bitmap_idx = 0;     // 用来记录block对应于block_bitmap中的索引
   int32_t block_lba = -1;
/* 为目录分配一个块,用来写入目录.和.. */
   block_lba = block_bitmap_alloc(cur_part);
   if (block_lba == -1) {
      printk("sys_mkdir: block_bitmap_alloc for create directory failed\n");
      rollback_step = 2;
      goto rollback;
   }
   new_dir_inode.i_sectors[0] = block_lba;
   /* 每分配一个块就将位图同步到硬盘 */
   block_bitmap_idx = block_lba - cur_part->sb->data_start_lba;
   ASSERT(block_bitmap_idx != 0);
   bitmap_sync(cur_part, block_bitmap_idx, BLOCK_BITMAP);
   
   /* 将当前目录的目录项'.'和'..'写入目录 */
   memset(io_buf, 0, SECTOR_SIZE * 2);	 // 清空io_buf
   struct dir_entry* p_de = (struct dir_entry*)io_buf;
   
   /* 初始化当前目录"." */
   memcpy(p_de->filename, ".", 1);
   p_de->i_no = inode_no ;
   p_de->f_type = FT_DIRECTORY;

   p_de++;
   /* 初始化当前目录".." */
   memcpy(p_de->filename, "..", 2);
   p_de->i_no = parent_dir->inode->i_no;
   p_de->f_type = FT_DIRECTORY;
   ide_write(cur_part->my_disk, new_dir_inode.i_sectors[0], io_buf, 1);

   new_dir_inode.i_size = 2 * cur_part->sb->dir_entry_size;

   /* 在父目录中添加自己的目录项 */
   struct dir_entry new_dir_entry;
   memset(&new_dir_entry, 0, sizeof(struct dir_entry));
   create_dir_entry(dirname, inode_no, FT_DIRECTORY, &new_dir_entry);
   memset(io_buf, 0, SECTOR_SIZE * 2);	 // 清空io_buf
   if (!sync_dir_entry(parent_dir, &new_dir_entry, io_buf)) {	  // sync_dir_entry中将block_bitmap通过bitmap_sync同步到硬盘
      printk("sys_mkdir: sync_dir_entry to disk failed!\n");
      rollback_step = 2;
      goto rollback;
   }

   /* 父目录的inode同步到硬盘 */
   memset(io_buf, 0, SECTOR_SIZE * 2);
   inode_sync(cur_part, parent_dir->inode, io_buf);

   /* 将新创建目录的inode同步到硬盘 */
   memset(io_buf, 0, SECTOR_SIZE * 2);
   inode_sync(cur_part, &new_dir_inode, io_buf);

   /* 将inode位图同步到硬盘 */
   bitmap_sync(cur_part, inode_no, INODE_BITMAP);

   sys_free(io_buf);

   /* 关闭所创建目录的父目录 */
   dir_close(searched_record.parent_dir);
   return 0;

/*创建文件或目录需要创建相关的多个资源,若某步失败则会执行到下面的回滚步骤 */
rollback:	     // 因为某步骤操作失败而回滚
   switch (rollback_step) {
      case 2:
	 bitmap_set(&cur_part->inode_bitmap, inode_no, 0);	 // 如果新文件的inode创建失败,之前位图中分配的inode_no也要恢复 
      case 1:
	 /* 关闭所创建目录的父目录 */
	 dir_close(searched_record.parent_dir);
	 break;
   }
   sys_free(io_buf);
   return -1;
}

接受路径pathname
(1)先确认新目录名在文件系统不存在
(2)为新目录创建inode,
(3)为新目录分配一个扇区存储目录项
(4)在该扇区创建“。”、“。。”两个目录项
(5)父目录中添加新目录的目录项
以上涉及同步的资源有:inode_table中的新目录的inode、block_bitmp、分配的目录扇区、inode_table中的父目录的inode。

main.c

int main(void) {
   put_str("I am kernel\n");
   init_all();

   intr_enable();
   process_execute(u_prog_a, "u_prog_a");
   process_execute(u_prog_b, "u_prog_b");   
	thread_start("k_thread_a", 31, k_thread_a, "argA ");
	thread_start("k_thread_b", 31, k_thread_b, "argB ");
	
	printf("/dir1/subdir1 create %s!\n",\
	sys_mkdir("/dir1/subdir1") == 0 ? "done" : "fall");	
	
	printf("/dir1 create %s!\n", sys_mkdir("/dir1")== 0 ? "done" : "fall");	
	
	printf("now /dir1/subdir1 create %s\n", \	
	sys_mkdir("/dir1/subdir1") == 0 ? "done": "fall");

	int fd = sys_open("/dir1/subfir1/file2", O_CREAT|O_RDWR);
	if(fd != -1){
		printf("dir1/subdir1/file2/ create done!\n");
		sys_write(fd, "Catch me if you can!\n", 21);
		sys_lseek(fd, 0, SEEK_SET);
		char buf[32] = {0};
		sys_read(fd, buf, 21);
		printf("/dir1/subdir1/file2 says:\n%s", buf);
		sys_close(fd);
	}
	while(1);
   return 0;
}

实验结果

在这里插入图片描述
main.c对之前功能来了个小集合

sys_mkdir:先创建/dir1/subdir1,但/dir1不存在故失败。
然后创建/dir1,再创建/dir1/subdir1成功。
sys_open:参数O_CREAT和O_RDWR相或,会过case O_CREAT。创建file2
然后就是sys_write写入file2
sys_lseek调正读写指针
sys_read读出写的玩意。

3. 遍历目录

fs.c 之 sys_opendir和sys_closedir


/* 目录打开成功后返回目录指针,失败返回NULL */
struct dir* sys_opendir(const char* name) {
   ASSERT(strlen(name) < MAX_PATH_LEN);
   /* 如果是根目录'/',直接返回&root_dir */
   if (name[0] == '/' && (name[1] == 0 || name[0] == '.')) {
      return &root_dir;
   }

   /* 先检查待打开的目录是否存在 */
   struct path_search_record searched_record;
   memset(&searched_record, 0, sizeof(struct path_search_record));
   int inode_no = search_file(name, &searched_record);
   struct dir* ret = NULL;
   if (inode_no == -1) {	 // 如果找不到目录,提示不存在的路径 
      printk("In %s, sub path %s not exist\n", name, searched_record.searched_path); 
   } else {
      if (searched_record.file_type == FT_REGULAR) {
	 printk("%s is regular file!\n", name);
      } else if (searched_record.file_type == FT_DIRECTORY) {
	 ret = dir_open(cur_part, inode_no);
      }
   }
   dir_close(searched_record.parent_dir);
   return ret;
}

/* 成功关闭目录dir返回0,失败返回-1 */
int32_t sys_closedir(struct dir* dir) {
   int32_t ret = -1;
   if (dir != NULL) {
      dir_close(dir);
      ret = 0;
   }
   return ret;
}

sys_opendir
根据路径name,要么返回根目录,要么调用dir_open返回dir,其中dir_open调用了inode_open,
当目录未打开的时候,inode_open回从磁盘把inode拷贝到内存,加入打开文件表,打开队列,并返回inode。
当目录已经打开,inode_open会直接从i结点打开队列找到inode返回。
sys_closedir调用dir_close,dir_close自带判断根目录逻辑。

main.c

int main(void) {
   put_str("I am kernel\n");
   init_all();

   intr_enable();
   process_execute(u_prog_a, "u_prog_a");
   process_execute(u_prog_b, "u_prog_b");   
	thread_start("k_thread_a", 31, k_thread_a, "argA ");
	thread_start("k_thread_b", 31, k_thread_b, "argB ");
	
	struct dir* p_dir = sys_opendir("/dir1/subdir1");
	if (p_dir){
		printf("/dir1/subdir1 open done!\n");		
		if(sys_closedir(p_dir) == 0){
			printf("/dir1/subdir1 close done!\n");	
		}else{
			printf("/dir1/subdir1 close fail!\n");	
		}	
	}else{
		printf("/dir1/subdir1 open fail!\n");
	}	

	while(1);
   return 0;
}

实验结果

读取一个目录项 dir.c之dir_read


/* 读取目录,成功返回1个目录项,失败返回NULL */
struct dir_entry* dir_read(struct dir* dir) {
   struct dir_entry* dir_e = (struct dir_entry*)dir->dir_buf;
   struct inode* dir_inode = dir->inode; 
   uint32_t all_blocks[140] = {0}, block_cnt = 12;
   uint32_t block_idx = 0, dir_entry_idx = 0;
   while (block_idx < 12) {
      all_blocks[block_idx] = dir_inode->i_sectors[block_idx];
      block_idx++;
   }
   if (dir_inode->i_sectors[12] != 0) {	     // 若含有一级间接块表
      ide_read(cur_part->my_disk, dir_inode->i_sectors[12], all_blocks + 12, 1);
      block_cnt = 140;
   }
   block_idx = 0;

   uint32_t cur_dir_entry_pos = 0;	  // 当前目录项的偏移,此项用来判断是否是之前已经返回过的目录项
   uint32_t dir_entry_size = cur_part->sb->dir_entry_size;
   uint32_t dir_entrys_per_sec = SECTOR_SIZE / dir_entry_size;	 // 1扇区内可容纳的目录项个数
   /* 因为此目录内可能删除了某些文件或子目录,所以要遍历所有块 */
   while (block_idx < block_cnt) {
      if (dir->dir_pos >= dir_inode->i_size) {
	 return NULL;
      }
      if (all_blocks[block_idx] == 0) {     // 如果此块地址为0,即空块,继续读出下一块
	 block_idx++;
	 continue;
      }
      memset(dir_e, 0, SECTOR_SIZE);
      ide_read(cur_part->my_disk, all_blocks[block_idx], dir_e, 1);
      dir_entry_idx = 0;
      /* 遍历扇区内所有目录项 */
      while (dir_entry_idx < dir_entrys_per_sec) {
	 if ((dir_e + dir_entry_idx)->f_type) {	 // 如果f_type不等于0,即不等于FT_UNKNOWN
	    /* 判断是不是最新的目录项,避免返回曾经已经返回过的目录项 */
	    if (cur_dir_entry_pos < dir->dir_pos) {
	       cur_dir_entry_pos += dir_entry_size;
	       dir_entry_idx++;
	       continue;
	    }
	    ASSERT(cur_dir_entry_pos == dir->dir_pos);
	    dir->dir_pos += dir_entry_size;	      // 更新为新位置,即下一个返回的目录项地址
	    return dir_e + dir_entry_idx; 
	 }
	 dir_entry_idx++;
      }
      block_idx++;
   }
   return NULL;
}

dir_read接受一个dir,返回dir中dir_pos指向的的一个目录项。
当调用sys_opendir时,该目录的inode被保存于dir,dir的dir_pos也会被置为0。
所以第一次调用dir_read的时候,返回的就是第一个有效目录项,返回前dir_pos +=dir_entry_size,第二次调用dir_read后,就返回dir_pos处的下一个有效目录项。
有效是因为:目录的索引不连续,有些索引为0,即使不为0的索引,里面的目录项也是断断续续,所以dir_pos记录的是有效目录项偏移。

fs.c之sys_readdir


/* 读取目录dir的1个目录项,成功后返回其目录项地址,到目录尾时或出错时返回NULL */
struct dir_entry* sys_readdir(struct dir* dir) {
   ASSERT(dir != NULL);
   return dir_read(dir);
}

/* 把目录dir的指针dir_pos置0 */
void sys_rewinddir(struct dir* dir) {
   dir->dir_pos = 0;
}

与dir_read一样的。为了系统调用内核实现部分命名统一。

main.c

int main(void) {
   put_str("I am kernel\n");
   init_all();

   intr_enable();
   process_execute(u_prog_a, "u_prog_a");
   process_execute(u_prog_b, "u_prog_b");   
	thread_start("k_thread_a", 31, k_thread_a, "argA ");
	thread_start("k_thread_b", 31, k_thread_b, "argB ");
	
	struct dir* p_dir = sys_opendir("/dir1/subdir1");
	if (p_dir){
		printf("/dir1/subdir1 open done!\ncontent:\n");		
		char* type =NULL;
		struct dir_entry* dir_e = NULL;
		while((dir_e = sys_readdir(p_dir))){
			if(dir_e->f_type = FT_REGULAR){
				type = "regular";
			}else{
				type = "directory";
			}
			printf("	%s   %s\n",type, dir_e->filename);
								
		}		
		if(sys_closedir(p_dir) == 0){
			printf("/dir1/subdir1 close done!\n");	
		}else{
			printf("/dir1/subdir1 close fail!\n");	
		}	
	
	}else{
		printf("/dir1/subdir1 open fail!\n");
	}	

	while(1);
   return 0;
}

while((dir_e = sys_readdir(p_dir)))
依次遍历目录所有目录项,遍历到最后一个就会返回NULL。

实验结果

在这里插入图片描述

标签:真象,遍历,idx,实验,dir,entry,inode,目录,block
来源: https://blog.csdn.net/mxy990811/article/details/122740223