一文带你慢且不通SEOSLab2

主要是针对OS Lab2的一些记录，自己看看的

makefile解读

一共三条，make onlyCpp主要是一开始没写汇编的打印函数，全用的cout，先编译出来看看效果

同时也是为了便于调试，打断点（./main的过程可能也是可以调的，没试

实验开始前

装库

gcc-multilib 和 g+±multilib

不然后面会报错

制作软盘并建立结构

mkfs.fat -C a.img 1440
mkdir mountlab2 # 挂载点
sudo mount ./a.img ./mountlab2 # 进行挂载
cd ./mountlab2 # 就可以进行一些创建之类的操作了

补充：

创建层及目录mkdir可加-p参数

mkdir -p a/b/c
进入挂载好的目录之后，切换成root创建各种东西会方便点

如果是普通用户vim文件时可能显示文件read only
在盘的根路径下使用tree命令查看结构

代码部分

直接从主代码开始看

整个结构，很重要：

1. 初始化BPB信息

打开文件，用自建的BPB类读取相关信息

BPB类如下：

init函数读取

bpb->init(fat12)进行读取

先读到bpb类的成员函数里面（两行就行

// BPB从第11个字节处开始，0-2为短跳转指令，3-10为厂商名
fseek(fat12, 11, SEEK_SET);
fread(this, 1, 25, fat12); // BPB长度为25字节

再初始化一些后面可能用到的全局变量

要计算的是四个

BytesPerClus = 1 * 512

FATBase = 1 * 512

RootDirBase = (1 + 2 * 9) * 512

DataBase = ((224 * 32 + 32 - 1) / 512 + 1 + 2 * 9) * 512

2. 创建root根节点（所要建立的那个树

Node类如下：

以及还有一部分get set方法

设置一些root的成员变量

3. 开始创建树，利用根目录区开始

根目录区其实就是很多目录项（这里的目录包含文件，比如我使用的img文件中根目录下就应该有三项

0x2600根目录区开始

后面不用管，注意文件名是8+3

由此开始读文件（并且建立树结构）之旅

RootDirEntry结构如下：

RootDirEntry纯粹就是个读东西存放用的工具

一共32字节，也就是两行

这样就是一个目录项

RootDirEntry里有readFile方法，从这个开始递归读取

注1：讲道理这个readFile方法其实就调用了一次，不该作为RootDirEntry的成员方法，而应该是全局的一个函数

注2：RootDirEntry类的DIR_Name就是那个占11字节的名字

注3：就是在这里获取了DIR_FstClus，后面读取内容会用到

主体结构如下

注1：根目录项的文件属性

void RootDirEntry::readFile(FILE *fat12) {
    int base = RootDirBase; // 读取位置，起始位置为根目录区首地址
    
    for (int i = 0; i < RootEntCnt; i++) {
        fseek(fat12, base, SEEK_SET);
        fread(this, 1, 32, fat12); // 读32字节，即一个条目的大小
        base += 32;
        if (this->isInvalidName()) {
            continue;
        }
        if ((this->DIR_Attr & 0x10) == 0) { // 属性是0x10表示是文件
            string name = dealFileName(this->DIR_Name); // 处理文件名

            // 创建node* fileNode将其加入到root的children里
            // 略
            
            // 读取文件内容
            readFileContent(fat12, fileChild);
        } else if ((this->DIR_Attr & 0x20) == 0) {     // 0x20表示是目录
            string name = dealDirName(this->DIR_Name); // 处理目录名

			// 创建node* dirNode将其加入到root的children里
            // 略

            // 读取目录，更确切的来说是根目录的子目录的内容
            readDirContent(fat12, dirChild);
        }
    }
}

bool RootDirEntry::isInvalidName()：

以’\0’开头（就是空的目录项）或者出现11个字节内出现任何不合法字符就是invalid

可如下验证：

RootDirEntry::readFile内的四个函数

string name = dealFileName(entry->getDirName());

readFileContent(fat12, fileChild);

string name = dealDirName(entry->getDirName());

readDirContent(fat12, dirChild);

递归就是靠这两个readContent函数实现的

个人感觉递归的关键在于

如果根目录下是一个目录，那么在数据区对应的地方也是会有一个32字节的目录项，就跟根目录区是一样的构成

数据区并不全是数据，非根目录的目录也是会在这的

复看代码的时候发现一处问题

linux并不是文件都有扩展名，所以在dealFileName的时候，文件名是不一定包含’.'的

但好像这次实验又说了文件会有扩展名，所以就不修这个地方了，要修的话无非就是判断下后面有没有扩展名，没有的话就把’.'去掉而已

getFatValue()

实现两个readContent函数还有一个关键的地方在于获取fat表项的值

小端存储：低地址向高地址生长

数据的高字节在高位就是小端存储

图中的例子，读到HOUSE的FstClus=3然后

0x200 + 3 * 3 / 2 = 0x204

把204(f0) 205(ff)的字节读出来是fff0，奇数，取高12位fff

说明结束了，HOUSE的内容只在簇3

然后簇3-2=簇1

数据区起始在0x4200一个簇512字节就是0x200所以0x4400的数据就是它的内容

至此，文件终于读完了！树也构建好了

4. 汇编实现的打印函数

global myAsmPrint

	section .text
myAsmPrint:
	; 利用栈传递参数
	mov	eax,4		; 系统调用号
	mov	ebx,1 		; 文件描述符，1表示stdout
	mov	ecx,[esp+4]	; char * s ;加4是因为调用函数首先要压IP进栈，接下来的两个
	mov	edx,[esp+8]	; length 
	int	80h
	ret

关于参数压栈顺序

(2条消息) C语言 | 函数参数压栈的顺序是？_函数参数压栈顺序_嵌入式大杂烩的博客-CSDN博客

栈应该是高地址往地址生长

C/C++ 参数从右往左压栈，而之前要先压入一个IP，所以栈从高到低是

长度、首地址、IP

5. 实现cat命令

cat和ls都用到了一个关键的函数

findFileNodeByName

找到的话就返回节点，没找到或者找的过程中有不存在的，也会返回空

6. 实现ls和ls -l

注意ls - 是要报错的

ls 和 ls -l差不太多

递归实现下listAllContentWithoutL和listAllContentWithL就行

// ls指令，要处理的东西还是很多的
void ls(vector<string> &commands) {
    bool haveL = false;
    bool haveDir = false;
    int dirCount = 0;
    string dir;

    for (int i = 1; i < commands.size(); i++) {
        if (commands[i][0] == '-') {
            haveL = true;
            bool validL = isValidL(commands[i]);
            if (!validL) { // 如果指令不合法，提示输入错误，并直接结束
                myPrint(ERROR_COMMAND);
                return;
            }
        } else {
            haveDir = true;
            dir = commands[i];
            dirCount++;
        }
    }
    
    // 执行到这里如果有l也是合法的
    if (dirCount > 1) { // 有多个目录是不合法的
        myPrint("Too much directory!");
        myPrint("\n");
        return;
    }
    
    if (haveL) {
        if (!haveDir) { // 有l 没目录
            listAllContentWithL(root);
        } else { // 有l 有目录
            Node *file = findFileNodeByName(dir);
            if (file != nullptr) { 
                if (file->getFileType() == FileType::FILE) {
                    myPrint("This is a File!\n");
                    return;
                }
                listAllContentWithL(file);
            } else {
                myPrint(CANNOT_FOUND);
                return;
            }
        }
    } else {
        if (!haveDir) { // 没l 没目录
            listAllContentWithoutL(root);
        } else { // 没l 有目录
            Node *file = findFileNodeByName(dir);
            if (file != nullptr) { // 如果文件存在，则输出，不存在则报错退出
                if (file->getFileType() == FileType::FILE) {
                    myPrint("This is a File!\n");
                    return;
                }
                listAllContentWithoutL(file);
                return;
            } else {
                myPrint(CANNOT_FOUND);
                return;
            }
        }
    }
}

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