Lab 003 · IBlockDevice 块设备抽象 验证

对应 document/book/11-foundation/003/。验证档 B 档(基建/重构)。验证靠构建 + 测试 + 看接口形状 + 看解耦是否到位。

目标

确认四件事:

1. IBlockDevice 接口在,走 ErrorOr<void>(不是 bool);
2. 两个实现都在:RAMBlockDevice(内存/测试桩)+ AHCIBlockDevice(AHCI 适配器);
3. ext2 真解耦了——构造函数吃 IBlockDevice*,自带 DMA 淘汰,block_buf_[4096] 固定数组替代;
4. run-kernel-test 从 002 的 694 涨到 705。

步骤

1. 构建 + 内核测试(取真退出码!)

git checkout 003_foundation_iblock_device 2>/dev/null || git checkout 003_*
cmake -B build -S . && cmake --build build -j$(nproc) > /tmp/b.log 2>&1; echo "build=$?"
cmake --build build --target run-kernel-test

期望:build=0(注意别用 cmake --build ... | tail; echo $?,那是 tail 的码);run-kernel-test 全绿,总数 ~705。

2. 接口 + 实现

grep -rn 'class IBlockDevice' kernel/drivers/block_device.hpp
grep -nE 'ErrorOr<void> read_blocks|ErrorOr<void> write_blocks' kernel/drivers/block_device.hpp
grep -rn 'class RAMBlockDevice\|class AHCIBlockDevice' kernel/drivers/

期望:block_device.hpp:44 class IBlockDevice,read_blocks/write_blocks 返 ErrorOr<void>;ram_block_device.hpp:36、ahci/ahci_block_device.hpp:41 两个实现。

思考:为什么 IBlockDevice 的方法走 ErrorOr<void> 而不是 bool?——它是纯内核内部接口(不跨 syscall trap),可以直接用 ErrorOr,失败原因(IO 错)有名字有类型,比 false 强。对比 syscall 边界那层才翻 -errno(见 001)。

3. ext2 解耦

grep -n 'explicit Ext2' kernel/fs/ext2.hpp       # 期望:Ext2(IBlockDevice* dev)
grep -n 'block_buf_\[\|dma_buf_' kernel/fs/ext2.hpp  # 期望:block_buf_[4096] 在,dma_buf_* 全没了
grep -rn 'AHCIBlockDevice::create' kernel/proc/init.cpp  # 期望:init.cpp 接线用 create + Ext2(IBlockDevice*)

思考:block_buf_ 为什么用固定数组 uint8_t block_buf_[4096] 而不是 heap 分配?——见章节:容纳任何 ext2 block(≤4096),免 heap alloc/析构,DMA 的事下放给 AHCIBlockDevice。

4.(可选)用 RAMBlockDevice 当桩

去看内核测试里 RAMBlockDevice 怎么用的——它给 ext2 喂一块内存假盘,不依赖真 AHCI。这是"测试桩"的标准用法:被测对象(ext2)只认 IBlockDevice*,不在乎后面是真盘还是内存。

验收清单

• [ ] 构建 build=0(真退出码),run-kernel-test 全绿(~705)。
• [ ] IBlockDevice 在,read_blocks/write_blocks 返 ErrorOr<void>。
• [ ] RAMBlockDevice + AHCIBlockDevice 两个实现都在。
• [ ] ext2 构造吃 IBlockDevice*,block_buf_[4096] 在,dma_buf_* 已删。
• [ ] 能说清「为什么接口走 ErrorOr 不走 bool」「为什么 QEMU AHCI 写测试要挑低位 sector」。

别做这些

• 别在 cmake --build 后接管道再读 $?——那是 tail 的退出码,会放过编译错。直接 > log 2>&1; echo $?。
• 别假设 QEMU AHCI 盘容量 = ext2.img 文件大小——以 IDENTIFY 几何为准(GOTCHA #8)。