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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
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
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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
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
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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
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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
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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：
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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
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問題一：列出所有的btrfs的sub-volume
sudo btrfs subvolume list / [sudo] password for shiwulo: ID 257 gen 9665 top level 5 ID 258 gen 9654 top level 5
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列出fstab $ sudo vim /etc/fstab # <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass> # / was on /dev/sda1 during installation UUID=6eb65616-fe a800-f ace / btrfs 0 1 # /home was on /dev/sda1 during installation UUID=6eb65616-fe a800-f ace /home btrfs 0 2 /swapfile none swap sw 0 0
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問題二： 請問/etc/fstab內各個欄位的意思為何？
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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;
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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(); }
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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*/
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備份方法一 建立備份目錄方法一： 問題三： shiwulo@vm:~$ sudo mkdir /backup
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？
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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 \: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）
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刪除snapshot image sudo btrfs subvolume delete ./home / /*注意，你的目錄名稱可能跟我不一樣*/
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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 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
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Data file and index file
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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 filesystem
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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
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延伸閱讀 ZFS 如果使用的作業系統是BSD、sun solaris可以使用ZFS
Btrfs的概念幾乎都是從zfs借用過來
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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： :59:59 不能遲交，遲交一律零分
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