2023 同济操作系统课设
运行环境：Linux
参考 https://github.com/soryxie/fs_tjos 的实现逻辑
实现多用户二级文件管理系统
git clone https://github.com/qbdl/2023-OS-FileSystem.git
cd 2023-OS-FileSystemmake all #编译文件
./init #初始化磁盘空间
./server #server端连上
./client #client端连上
init
#可以输入相关命令，例如
ls
mkdir new_folder
（1）超级块，SuperBlock。管理整张磁盘的存储资源。是一个尺寸为 1024字节的数据结构。登记有
◼ inode 区长度 s_isize
◼ 数据区长度 s_fsize
◼ 管理空闲数据块的数据结构 s_nfree，s_free 和 这个数据结构的锁 s_flock。
◼ 管理空闲 inode 的数据结构 s_ninode，s_inode 和 这个数据结构的锁 s_ilock。
（2）inode 区。尺寸固定，N 个扇区；用来存放 inode。
inode 是一个尺寸为 64 字节的数据结构。
每个扇区可以存放 8 个 inode，inode 区可容纳 8N 个 inode。这张磁盘最多可以存放8N 个文件，含目录文件。
该区域，资源分配单位是 inode（64 字节）。新建一个文件或子目录，用掉一个 inode；
删除一个文件或子目录，回收一个 inode。
（3）数据区。尺寸固定，M 个扇区；用来存放文件数据，含目录文件。
该区域，资源分配单位是数据块（一个扇区，512 字节）。新建目录文件，用掉 1 个数据块。write 系统调用向文件写入数据，如果导致文件长度增加，为文件多分配一个数据块。
文件分为目录文件/非目录文件
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目录文件的内容：一堆目录项
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目录项主要内容
1、Inode编号（也被称为索引节点号或inode number）：每个文件或目录都会有一个唯一的Inode编号，可以通过这个编号找到存储文件元信息（如文件大小、文件权限、文件创建和修改时间等）的Inode。 2、文件名：在目录文件中，每个目录项都会包含文件名，用于在用户进行文件操作（如打开文件、删除文件等）时，根据文件名找到对应的文件。 3、（文件类型) -
具体实现
public: int m_ino; /* 文件inode号 */ char m_name[DIRSIZ]; /* 文件名 */ FileType m_type; /* 文件类型 */
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-
非目录文件(普通文件)的内容：
- 文件具体存储的数据
makefile修改，文件位置移动
原有initDir里创建文件树部分=>fs内部实现，且由client指定文件并调用
原有init.cpp里初始化文件系统空间大小功能 分出（不属于fs/client)
用户注册与登录验证
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- 效果同之前
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具体commit2:用户登录注册的简单实现，分离client与fs
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增加client作为用户与fs的中介：为每个用户开启一个fs
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并由用户(client)指定文件并调用创建文件树部分
- 三个区块(superblock,inode,data由全局变为成员变量，并在初始与析构时处理)
- 暂时将数据块全部读取进内存以及写回
- 三个区块(superblock,inode,data由全局变为成员变量，并在初始与析构时处理)
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效果：
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文件的创建与修改，查找（inode层面）
- create_file
- delete_file
- find_file
分配给文件的磁盘存储资源 1 个 inode + 用来存放文件数据（逻辑块）的扇区 + 一个目录项
get_entry(),push_back_block(),alloc_inode(), init_as_dir(),
- 首先检查文件是否已经存在，如果已经存在，就返回错误信息。
- 检查当前的目录项是否已满，如果已满，需要分配一个新的数据块用来存放目录项。
- 分配一个新的inode用来存放新创建的文件或者目录的信息。
- 如果创建的是一个目录，需要初始化这个目录，即在目录中创建"."和".."两个特殊的目录项。
- 在目录数据块中添加一个新的目录项，包含文件名和对应的inode编号等信息。 最后更新目录的大小和修改时间。
- inode的分配（alloc_inode)
- block的分配(alloc_block)
- block的读(read_block)
- block的写(write_block)
- block的分配(alloc_block)
这个函数用于在文件的特定偏移量（offset）处写入数据（从buf中获取）。
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如果偏移量加上写入数据的大小（size）大于当前文件大小（d_size），则调用resize()函数来扩大文件。
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检查偏移量和写入数据的大小是否大于当前文件大小。如果是，调用resize()函数来扩大文件。
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初始化已写入的数据大小为0（written_size）。
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在循环中，按照块大小（BLOCK_SIZE）进行数据的写入。在每一次循环中：
- 计算在inode中的块编号（no）和在块内的偏移量（block_offset）。
- 获取块编号对应的块（blkno）。
- 如果获取块失败（blkno < 0），返回已经写入的数据大小。
- 计算在这个块中可以写入的数据大小（block_write_size），并从buf中获取这部分数据。
- 将这部分数据写入到块中的相应位置，并更新已写入的数据大小和位置。
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在循环结束后，如果偏移量和已写入的数据大小大于当前文件大小，更新文件大小（d_size）。
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最后，返回已写入的数据大小。
效果：
外界所有获取块都使用BlockCache统一接口
mv, cp, mkdir 等
login.cpp=>server.cpp
增加tcp通信
#编译器和编译选项
CC = g++
CFLAGS = -c -std=c++11
#生成文件
TARGET = main
#源文件和对象文件
SRCS = main.cpp
OBJS = $(SRCS:.cpp=.o)
#依赖文件
DEPS=$(wildcard include/*.h)#wildcard允许*表示通配符
# 声明了伪目标all和clean，避免因文件名与目标同名而导致的错误
.PHONY: all clean
#默认目标
all: $(TARGET)
rm -f $(OBJS)
#命令前加 @ 可以使该命令静默执行（即不输出命令，但执行命令）
#链接目标文件生成目标程序
$(TARGET): $(OBJS)
$(CC) $(OBJS) -o $(TARGET)
#编译源文件生成目标文件
%.o: %.cpp
$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
#清除目标
clean:
rm -f $(OBJS) $(TARGET)
Makefile 的工作流程1如下：
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当你在命令行中输入 make 并按下回车，make 命令默认会寻找名为 all 的目标并尝试生成它。在这个例子中，all 目标依赖于 $(TARGET)，也就是 main。所以 make 命令就会去生成 main。
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根据定义，main 目标依赖于 $(OBJS)，也就是 main.o。所以 make 命令就会去生成 main.o。
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根据定义，%.o 目标依赖于同名的 %.cpp 文件。在这个例子中，main.o 目标依赖于 main.cpp。所以 make 命令就会执行
$(CC) $ (CFLAGS)$< -o $ @，也就是 g++ -c -std=c++11 main.cpp -o main.o，将 main.cpp 编译成 main.o。 -
有了 main.o 之后，make 命令就会执行
$(CC) $ (OBJS) -o $(TARGET)，也就是 g++ main.o -o main，将 main.o 链接成可执行的二进制文件 main。 -
最后，all 目标的命令 rm -f $(OBJS) 会执行，删除 main.o 文件。
注意，这个 Makefile 是在没有头文件依赖的情况下编写的。如果你的项目中有头文件，你需要将其加入到 %.o 目标的依赖中，并且在生成 %.o 文件的命令中加入-I参数指定头文件的路径。这个路径可以是相对路径，也可以是绝对路径。
通过各个文件的目录项（各个子文件）=>目录项对应的子文件inode号=>对应子文件的inode=>对应子文件具体信息
Footnotes
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路径不要写错 : 当你在命令行中运行一个程序时，你当前的工作目录（working directory）就是该程序的运行目录。这意味着，如果你的程序中使用了相对路径，那么这个路径将是相对于该运行目录的。 由于使用的是makefile并在根目录命令行执行，所以当前工作目录始终为该目录(以此来相对路径搜索) ↩