Skip to content

Latest commit

 

History

History
154 lines (117 loc) · 7.89 KB

du3.md

File metadata and controls

154 lines (117 loc) · 7.89 KB
Raw

Domáca úloha 3

Úlohou je implementovať vlastný súborový systém. Táto úloha je o dosť rozsiahlejšia ako predchádzajúca, preto na získanie plného počtu bodov netreba spraviť implementáciu celého API.

Práca s diskom

Čítanie/zápis na disk prebieha po sektoroch (ktoré sú nastavené na SECTOR_SIZE bajtov, čiže 128). Adresa sa uvádza v násobkoch sektorov a naraz je potrebné na disk zapísať vždy jeden sektor (a číta sa tiež jeden sektor). Veľkosť disku je tiež celočíselný násobok veľkosti sektora. API je teda nasledovné:

  • hdd_size() -- vráti veľkosť harddisku v bajtoch (nie v sektoroch)
  • hdd_read(sector, buffer) -- do premennej buffer načíta dáta zo sektora sector (čísluje sa od 0)
  • hdd_write(sector, buffer) -- na disk zápise z premennej buffer jeden sektor na adrese sector

Váš súborový systém bude vedieť otvárať a zatvárať súbory. Na pamätanie otvorených súborov budeme používať handle (file descriptor) otvoreného súboru. Informácie o otvorených súboroch jednoznačne nepatria na disk. (Pri vypnutí počítača zanikne aj informácia o tom, ktoré súbory boli otvorené; neplatia obmedzenia z predošlej DU.)

Handle sa skladá zo štyroch 4-bajtových integerov (dokopy 16 B), ktoré môžete použiť, ako uznáte za vhodné. Handle reprezentuje typ

typedef struct {
    uint32_t info[4];
} file_t;

Funkcie, ktoré budú pracovať so súbormi, budú dostávať handle ako parameter; uložte si doň informácie, ktoré potrebujete na určenie súboru na disku, pozície v ňom atď. Na vytváranie a uvoľňovanie handles používajte výlučne nasledovné funkcie:

  • fd_alloc() -- allocates a new handle and returns a pointer to it
  • fd_free(handle) -- free an allocated handle

Prácu s handle odporúčame si jednotlivé byty v ňom pomenovať, alebo ešte lepšie, vytvoriť funkcie, ktoré pre handle ako argument vypočítajú požadovanú informáciu (napr. pozíciu v otvorenom súbore).

Príklad

Vo filesystem.c je už implementovaný jednoduchý a hlúpy súborový systém, ktorý si v sektore 0 na disku drží názov a veľkosť jediného súboru, ktorý môže existovať, a v sektore 1 si drží jeho dáta (nevie byť teda väčší ako SECTOR_SIZE).

sektor 0

|-----12B------|----4B----|-----112B-----|
| meno súboru  | veľkosť  | nevyužité    |

sektor 1

|--------------128B----------------|
| dáta zo súboru                   |

Všimnite si použitie pomenovanej položky FILE_T_OFFSET; ostatné tri bajty v handle sú nevyužité.

Čo máte spraviť?

Pozrite si súbor filesystem.c, nájdete v ňom ukážkovú čiastočnú implementáciu filesystemu (veľa funkcií obsahuje len return FAIL). Tieto funkcie upravte/doplňte tak, aby sa správali podľa komentárov.

Vo všeobecnosti by mal byť súborový systém limitovaný iba množstvom dostupného miesta na disku, v praxi je však rozumné zaviesť niektoré obmedzenia, čo umožní zvýšiť rýchlosť práce so súbormi a uľahčí implementáciu. Nepridávajte však obmedzenia príliš reštriktívne alebo zbytočné (ako napr. limit na 1 súbor v ukážkovej implementácii). Váš súborový systém by mal podporovať toto:

  • maximálna dĺžka jednej položky v ceste 12 B
  • celková dĺžka cesty max. 64 B
  • povolené znaky v názvoch súborov a adresárov: a-zA-Z0-9.-_; názvy sú citlivé na veľkosť písmen
  • maximálna veľkosť súboru 2^30 B (1 GiB)
  • maximálna veľkosť disku 2^31 B (2 GiB)
  • maximálny počet položiek v adresári 2^16
  • max. 16 otvorených súborov naraz

Môžete navyše predpokladať:

  • súbor bude otvorený najviac raz (pri otváraní nezisťujete, či už súbor nebol otvorený)
  • otvorené súbory sa nebudú mazať ani premenúvať (pri mazaní neskúmate, či je súbor otvorený alebo nie)
  • v prípade hardlinkov je otvorený naraz najviac jeden z nich
  • hardlinky sa vytvárajú len pre obyčajné súbory

Všetky cesty, ktoré dostávate ako argumenty, budú začínať lomítkom (koreňovým adresárom /) ako v UNIXoch a budú absolútne -- nie je v nich adresár . ani ... Pre jednoznačnosť cesty nikdy nekončia lomítkom (okrem cesty /).

Pomenovanie funkcií, ktoré máte implementovať, vychádza zo zaužívaných názvov týchto funkcií. Odporúčame tiež prečítať si dokumentáciu k aspoň niektorým z funkcií, ktoré idete implementovať (o.i. získate lepšiu predstavu o mnohých detailoch, ktoré presahujú rámec tejto DU).

Symbolické linky sa môžu vytvárať aj na adresáre a neexistujúce položky. Ak cieľ symlinku neexistuje, symlink sa nedá otvoriť.

Ako to testovať?

  • Kompilácia: spustenie príkazu make v adresári so súbormi.
  • Spustenie programu: ./wrapper, prípadne ./test pre testovanie.

Všetky potrebné súbory nájdete v adresári src. Pre make je tam Makefile, pomocou ktorého vytvoríte spustiteľný súbor wrapper, čo je váš filesystem obalený wrapperom, ktorý čaká na príkazy. Viete si taktiež skompilovať test, do ktorého môžete priamo písať príkazy, ktoré má váš filesystem vykonávať. Momentálne je v ňom jednoduchá ukážka.

Váš program bude čítať príkazy zo štandardného vstupu a vypisovať výsledky na štandardný výstup. Väčšinou platí konvencia, že meno funkcie bez fs_ na začiatku na štandardnom vstupe spôsobí zavolanie tej funkcie. Riadky označené ako I: znamenajú zadaný vstup, O: je výstup od programu. Za # je komentár.

I: creat /test.txt            # Požiadavka na vytvorenie nového súboru test.txt
O: 47423                      # Všetko je OK, dostali sme file handle
I: write 47423 38656c6c6f 5   # Zápise do súboru 5 bajtov, zakódované v hexastringu
O: 5                          # bolo zapísaných 5 bajtov
I: tell 47423                 # Na akej pozícii v súbore momentálne sme?
O: 5                          # na 5-tom bajte
I: close 47423                # Zavri file handle
O: 0                          # OK

Dáta pre funkcie read a write sú kódované do hexa reťazcov -- čo dvojica znakov, to jeden bajt v hexadecimálnom zápise. Funkcia read tiež vracia načítaný buffer v tomto formáte.

Ďalšia možnosť na testovanie je súbor test.c, v ktorom máte ukážku volania zopár funkcií filesystému, alebo použitie testovaca.

Dobre si overte, že vás program korektne pracuje s pamäťou (valgrind).

Hodnotenie

Funkcie pre prácu so súborovým systémom sú rozdelené do 4 úrovni (pozri filesystem.h). Tieto úrovne sú medzi sebou previazané --- implementácia funkcií L1 napríklad závisí od toho, či máte ambíciu podporovať prácu s adresármi, a testovač využíva aj funkcie z nižších úrovni. Premyslite si preto už na začiatku, aké máte ciele.

  • korektná implementácia po úroveň L1 -- 5 bodov
  • korektná implementácia po úroveň L2 -- 10 bodov
  • korektná implementácia po úroveň L3 -- 12 bodov
  • korektná implementácia po úroveň L4 -- 14 bodov

Korektná implementácia L3 znamená, že všetko bude zvládať korektne pracovať s adresármi, nie iba funkcie, ktoré sú v L3 navyše.

Odovzdávanie

Programy sa odovzdávajú e-mailom na adresu jan.mazak@fmph.uniba.sk, predmet OS-DU3, súbor filesystem.c priložte k e-mailu. Odovzdať je možné viackrát (najviac raz denne).

Najneskorší možný termín odovzdania je 19. 5. 2024. Nepodceňujte čas potrebný na túto DÚ, ani celý deň nemusí stačiť.

Oficiálny výstup z testovača bude zverejnený po odovzdaní všetkých domácich úloh na http://dcs.fmph.uniba.sk/~mazak/vyucba/os/results3.html.