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验证

006 的写测试分两层:host 单元测试(不碰真硬件,在内存镜像上跑 ext2 逻辑)和 QEMU kernel 测试(真跑、真写 AHCI 盘)。

host 单元测试,在 build 目录跑:

bash

cmake --build build
ctest --test-dir build -R ext2 --output-on-failure
ctest --test-dir build -R ahci_write --output-on-failure
ctest --test-dir build -R shell_write --output-on-failure

覆盖面:test_ext2_allocator(块/inode 分配器——分配、释放、位图置位、计数同步)、test_ext2_ops(creat/mkdir/write/unlink 端到端)、test_ext2_inode_ops(经 InodeOps::write/read)、test_syscall_ext2(经系统调用号的端到端)、test_ahci_write(AHCI 写盘)、test_shell_write(shell 的 touch/mkdir/rm/rmdir/echo >)。

QEMU kernel 测试:

bash

cmake --build build --target run-kernel-test

这里有个 006 新增的、值得专门讲的工程细节:run-kernel-test 现在会先强制重建 ext2 镜像。看 cmake/qemu.cmake:

makefile

add_custom_target(regenerate-ext2-image
    COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E remove -f ${EXT2_IMAGE}
    COMMAND ${CMAKE_SOURCE_DIR}/scripts/create_ext2_disk.sh ${EXT2_IMAGE}
    ...
)
add_custom_target(run-kernel-test
    ...
    DEPENDS test-image ${AHCI_TEST_IMAGE} regenerate-ext2-image
)

为什么?因为 006 能写盘了。005 那会儿 ext2 是只读的,每次跑测试,盘上的内容都是 create_ext2_disk.sh 预先做好的固定样子,跑完不变。006 不行——一次测试里 touch 出来的新文件、改过的位图和计数,会真的写进 ext2.img。如果不重建,下一次测试就在一个「被上次测试写脏过」的盘上跑,状态污染,结果不可复现。所以每跑一次 kernel 测试前,先 rm 掉旧镜像、用脚本重新生成一个干净的。这条依赖是 006 写能力的直接副产品。

预期现象。 在 QEMU 的 shell 里(或测试里)做一串操作,验证写链路:

text

$ touch /hello.txt            # sys_creat → Ext2::create
$ echo hi > /hello.txt        # creat + open + write
$ mkdir /somedir              # sys_mkdir → Ext2::mkdir
$ (读回 /hello.txt)           # 应得到 "hi"
$ rm /hello.txt               # sys_unlink → Ext2::unlink
$ rmdir /somedir              # sys_rmdir(空目录检查通过)→ unlink

写链路通的标志是「写进去的能读回来,内容一致」。至于「跨重启持久」——因为 write_block 经 ahci.write 把数据真的写进了 raw 盘镜像,持久性是这条链路的自然结果;只是 CI 为了测试隔离,默认每次 regenerate 一个干净盘,所以「持久」要在不重建镜像的两次运行之间才能直接观察到。

故意触发那个 GP fault 复现一下(在修复前的版本上)也能验证调试现场的结论:touch /hello2.txt 会让未打补丁的内核在 Ext2::create 里 #GP,打上 syscall.S 的 subq $8, %rsp 后消失。

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006 让 ext2 能建、能写、能删,文件系统的「写」这一半补齐了。但你会发现 shell 现在有个别扭的地方:所有命令都得用从根开始的绝对路径——/hello.txt、/somedir。没有「当前工作目录」的概念,也就没有 cd、pwd;想看一个文件的大小、类型这些 inode 信息,也没有 stat。这些是文件系统作为一个「给人用的」系统还缺的拼图。下一章(007)会补上工作目录和 stat,顺带把这一章里那个每个 syscall 各写一份的 split_pathname 抽成公共的路径解析模块。怎么抽、cwd 挂在进程的哪里,那是 007 的事——我们这一章的 ext2,已经能老老实实地往磁盘上写东西了。

参考

ext2 磁盘布局规范(The Second Extended Filesystem):块位图/inode 位图的位语义、i_block[15] 的直接/单间接/双间接/三间接划分、目录项 rec_len+name_len 布局、i_links_count 与 bg_used_dirs_count 的维护规则。这些是本章分配器、目录项增删、mkdir 链接计数的依据(005 已引,本章沿用)。
System V AMD64 ABI:在执行 call 指令时 RSP 必须是 16 字节对齐——这是「调试现场」里 GP fault 根因的依据。参考 x86-64 psABI:https://gitlab.com/x86-psABIs/x86-64-ABI。
ATA/ATAPI Command Set(ACS):WRITE DMA EXT(命令码 0x35,48 位 LBA),AHCI write 走的就是它(见 ahci.hpp)。
Linux man-pages:creat(2)(已存在则截断为 0)、mkdir(2)/rmdir(2)(目录须为空)、unlink(2)(链接数归零则释放)的语义,以及 syscall 号 83/84/85/87 的复用:https://man7.org/linux/man-pages/。

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