作業一： 安裝Linux於btrfs上 中正大學 作業系統實驗室 指導教授：羅習五 http://wap.yesky.com/gameonline/405/11790405.shtml 作業一： 安裝Linux於btrfs上 中正大學 作業系統實驗室 指導教授：羅習五

前言： 版本：0.1 假如你想收到最新的作業系統資訊，請填寫底下表格，這份投影片每半年到一年會有一 次大更新，我會將更新資訊寄給您 https://goo.gl/GzqoXo 台灣的資訊教育較為特別，幾乎所有資工系的學生都要「考」研究所，因此無法直接使 用國外的教材 目前網路上看到大部分的教材都是pdf形式，無法修改，授課老師無法依照學生的需求， 增減資料 我希望能用幾年的時間，完成沒有版權問題，涵蓋恐龍本基本觀念，並以Linux為基礎的 作業系統簡介投影片 作業系統非常龐大，很多地方是我沒接觸過的、沒研究過的，因此投影片當中可能會有 不少錯誤

前言： 這份投影片對讀者（學生）的設定如下 由於計算機結構是研究所的內容，因此相關的部分會在投影片內交代清楚 （大學部只修過計算機組織） 略懂資料結構、演算法 「真的」會寫程式 約略看懂組合語言 了解Linux system programming，例如基本的fork、pipe、signal等等 由於計算機結構是研究所的內容，因此相關的部分會在投影片內交代清楚 （大學部只修過計算機組織） 恐龍本中涵蓋，但不重要的部分我放在投影片最後面的「補充的名詞解釋」 這份投影片依然以介紹概念為主，與恐龍本不同的是以Linux為例介紹概念

接下來的規劃 橋接恐龍書和Linux上，讓到業界的新鮮人可以透過這份投影片 快速了解整個Linux架構 更加模組化，教師可以選擇自己喜歡的部分，組成一個章節 每個章節都提供一個夠有代表性的實作 每個章節提供一系列的課後問題 提供更進階的部分

作業目標及負責助教 作業目標： 負責助教： 了解Linux kernel的系統呼叫處理機制 了解x86的除錯機制 了解如何於PC上對kernel進行追蹤（trace） trace二個system call 負責助教：

作業一：作業概要 請安裝Linux 18.04.1 檔案系統請選用btrfs 安裝gcc-8.0、g++-8.0、make、cmake hint：sudo apt install XXX 作業主幹 操作btrfs檔案系統

問題一：列出所有的btrfs的sub-volume shiwulo@vm:~$ sudo btrfs subvolume list / [sudo] password for shiwulo: ID 257 gen 9665 top level 5 path @ ID 258 gen 9654 top level 5 path @home

列出fstab $ sudo vim /etc/fstab # <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass> # / was on /dev/sda1 during installation UUID=6eb65616-fe51-4230-a800-f92210075ace / btrfs defaults,subvol=@ 0 1 # /home was on /dev/sda1 during installation UUID=6eb65616-fe51-4230-a800-f92210075ace /home btrfs defaults,subvol=@home 0 2 /swapfile none swap sw 0 0

問題二： 請問/etc/fstab內各個欄位的意思為何？

撰寫一支程式不斷的印出時間 clocktime.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <time.h> #include <unistd.h> int timespec2str(char *buf, uint len, struct timespec *ts) {     int ret;     struct tm t;     tzset();     if (localtime_r(&(ts->tv_sec), &t) == NULL)         return 1;     ret = strftime(buf, len, "%F %T", &t);     if (ret == 0)         return 2;     len -= ret - 1;     ret = snprintf(&buf[strlen(buf)], len, ".%09ld", ts->tv_nsec);     if (ret >= len)         return 3;

撰寫一支程式不斷的印出時間 clocktime.c     return 0; } int main(int argc, char **argv) {     clockid_t clk_id = CLOCK_REALTIME;     char timestr[1000];     struct timespec ts;     FILE *a, *b;     a = fopen("./a.time", "w+");     b = fopen("./b.time", "w+");     while(1) {         clock_gettime(clk_id, &ts);         timespec2str(timestr, sizeof(timestr), &ts);         fprintf(a, "time=%s\n", timestr);         fprintf(b, "time=%s\n", timestr);         sync();     }

編譯clocktime.c $ cd ~ $ gcc clocktime.c -o clocktime $ ./clocktime /*請在一個terminal不斷地執行./clocktime，不要停止*/

備份方法一 建立備份目錄方法一： 問題三： shiwulo@vm:~$ sudo mkdir /backup shiwulo@vm:~$ sudo chmod 777 /backup sudo tar -jc -f /backup/home1.tar.bz2 /home 解開/backup/a.time及/backup/b.time（可以使用檔案管理員解開即可） 問題三： a.time和b.tme的內容一樣嗎？

使用snapshot，建立備份 $ sudo mkdir /snapshot $ sudo chmod 777 /snapshot $ sudo btrfs subvolume snapshot /home /snapshot/home-$(date +"%Y-%m-%d-%H:%M:%S") $ sudo tar -jc -f /backup/home2.tar.bz2 ./home- 2018-10-09-07\:43\:12/ /*請特別注意，你的日期時間可能跟我的不一樣*/ 問題四： 解壓縮以後a.time和b.tme的內容一樣嗎？（可以使用檔案管理員解開即可）

刪除snapshot image shiwulo@vm:/snapshot$ sudo btrfs subvolume delete ./home-2018-10-08-19-51/ /*注意，你的目錄名稱可能跟我不一樣*/

思考 如果只使用tar進行備份，除非進行offline的備份，例如：將系統停 機，對資料夾進行備份，否則檔案備份的時候會有時間差 某些檔案會有相關性，利如：資料庫的「data file」和「index file」，就有相 關性，如果不是「同時」備份，還原以後可能會產生錯誤 以oracle而言，支援online backup，即使data file和index file在不同時間點 備份，oracle也可以維持資料庫的正確性 https://docs.oracle.com/cd/A57673_01/DOC/server/doc/SCN73/ch23.htm 問題五：參考上面文章，或其他網路文章，說明資料庫的online backup和 offline backup的差別 對其他資料庫而言，如：mySQL等等，並不支援online backup，因此 備份時，mySQL必須停機 問題六：如果使用Btrfs的話，可以在不停機的情況下備份mySQL嗎？ 申論題，無對錯

Data file and index file https://slideplayer.com/slide/3190551/

Btrfs的copy-on-write機制 在我們的檔案系統中，常常會做檔案的複製，複製以後的檔案也常 常並沒有做任何修改。 因此系統中會有些檔案的內容是一樣的，但隨著複製的次數增加， 佔據磁碟的空間也跟著增加 為了解決上述問題，btrfs引入copy-on-write機制 https://unix.stackexchange.com/questions/219280/why-does-cp-r-reflink-always-perform-a-standard-copy-on-a-btrfs- filesystem

Btrfs的copy-on-write機制 time cp --reflink=always a.time a1.time time cp a.time a1.time time ln a.time a2.time 問題七：上述三個指令的時間 vim a1.time /*任意修改a1.time*/ 問題八：a.time是否會隨之改變內容 vim a2.time /*任意修改a1.time*/ 問題九：a.time是否會隨之改變內容

延伸閱讀 ZFS 如果使用的作業系統是BSD、sun solaris可以使用ZFS https://en.wikipedia.org/wiki/ZFS Btrfs的概念幾乎都是從zfs借用過來

作業繳交 針對「問題一」到「問題九」，簡答之 繳交pdf檔案，檔名必須是你的學號 作業請繳交到ecourse 期限：2018-10-19 23:59:59 不能遲交，遲交一律零分