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2022暑期rcore学习总结-traversalnat

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rust

深入理解引用和所有权有助于减少与rust编译器的斗争。

引用在rust中是一个类型，引用的底层实现是指针，正如指针在 C/C++ 中是一个独立类型，在使用引用时也需要将之作为一个类型看待，需要与 C++ 中的引用区分开来。使用引用作为参数的函数只能接受引用，传入一个非引用类型会导致编译器报错，理解了这里可以减少大部分与编译器斗争的时间。

  1. vec.iter().map(|x| {}) 中 x 类型是一个引用，vec.iter().map(|&x| {}) 此时 x 类型便是解引用后的类型，在匿名函数中解引用，需要对应的类型支持 Copy Trait，否则会导致所有权问题。
  2. vec.iter().max()得到的数据也是一个引用，总之在对容器内数据进行链式处理时，为了所有权不丢失，使用的都是引用。
  3. 不能通过引用获取原数据的所有权，let data2 = *(&data) 会导致报错（data类型不支持 Copy Trait的情况下）。
  4. for &v in &vec 与匿名函数中 &x 一样，x 的类型是解引用后的类型，会导致所有权和 Copy Trait 的问题。

内存

​ 关于页表如何使虚拟地址转换为物理地址，https://github.com/mit-pdos/xv6-riscv-book/blob/xv6-riscv/fig/riscv_pagetable.svg 给出了一个比较直观的转换过程。

​ 内核通过 PageTable 结构体维护页表，PageTable 需要记录一级页表目录的地址，通过 map/unmap 两个函数来映射虚拟内存页至物理内存页，需要映射内存页时，虚拟页号低27位可平均分为三部分 L2,L1,L0, 物理页号 ptr由物理页帧管理器申请得到：

1. 通过 L2 在一级页表目录中找到 PTE，
    1. 若PTE 无效，则需要申请一个新的物理页作为二级页表目录，并修改 PTE 中 PPN 记录二级页表目录的物理页号
    2. 使用 PTE 中 PPN （物理页号）找到二级页表目录 物理地址(PPN << 12 即可得到二级目录物理地址)
2. 使用 L1 在二级目录中找到 PTE
    1. 若PTE 无效，则需要申请一个新的物理页作为三级页表目录，并修改 PTE 中 PPN 记录三级页表目录的物理页号
    2. 使用 PTE 中 PPN （物理页号）找到三级页表目录物理地址
3. 使用 L0 在三级目录中找到 PTE，修改 PTE 中的 PPN 为 ptr ，根据参数修改 Flags

文件

索引

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在磁盘上的索引节点区域，每个块上都保存着若干个索引节点 DiskInode
const INODE_DIRECT_COUNT: usize = 28;
// 控制 在 128 字节
#[repr(C)]
pub struct DiskInode {
    pub size: u32, // 文件/目录内容的字节数
    pub direct: [u32; INODE_DIRECT_COUNT], 
    pub indirect1: u32, 
    pub indirect2: u32,
    type_: DiskInodeType, // 表示索引节点的类型
}

可以将一个数据块（512字节）看做是一个 [block_id: u32; 128] 的数组，block_id 可以是下一级数据块或者下一个索引所在数据块。

索引 直接索引 一级索引（一个数据块） 二级索引（一个数据块）
Direct [block_id: u32; INODE_DIRECT_COUNT]
Indirect1 Block_id: u32 [block_id:u32; BLOCK_SZ / 4]
Indirect2 Block_id: u32 [block_id:u32; BLOCK_SZ / 4] [block_id:u32; BLOCK_SZ / 4]

磁盘布局

0 超级块 SuperBlock （记录下述每个区域使用的数据块数量）
1.. 索引节点位图 BitMap 用于分配、释放DiskInode
索引节点区域 [DiskInode] 数组，DiskInode 记录文件/目录字节数，与数据块节点（数据块节点可以作为一、二级索引块索引更多数据块） （目录项记录DiskInode 的序号即 inode_number）
数据块位图 BitMap 用于分配、释放数据块
..end 数据块区域 [[u32; 128]] , 每个数据块为 [u32; 128]，共512 字节

使用索引节点区域中第一个 DiskInode 作为根目录的索引节点，该节点索引得到的文件记录根目录下的所有文件，这个文件可视为 [DirEntry] 数组，每一个DirEntry 记录着该目录项的文件名和 inode_number，inode_number 记录 DiskInode 在 索引节点区域 中的序号，要通过 inode_number 找到 DiskInode，需要得知索引节点区域的起始地址，并通过 inode_number 计算其所处的数据块地址和在数据块中的偏移。

索引节点pos 索引节点 对应文件/目录
0 root inode “/“