lmfsを見る

by holrock
in lisp

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lsmfとはMTIのLispマシンのファイルシステムです。 unlambda.comからCADRのイメージとソースが落とせるので中身を見てみます。

ダンプしてみる

  • http://unlambda.com/index.php?n=Main.Cadr からファイルを落とす

    • CADR emulator tar file
    • system 78.48 source file partition

  • usim.tar.gzを展開してlmfs.cをコンパイルする

    • コンパイルエラーと実行時のオーバランを修正
--- a/lmfs.c    2006-07-11 07:01:32.000000000 +0900
+++ b/lmfs.c    2016-09-18 22:24:12.000000000 +0900
@@ -127,6 +127,7 @@
 typedef int address;
 typedef int date;
 typedef char flag;
+typedef unsigned char u_char;

 typedef struct tapeinfo_s {
   date date;
@@ -467,7 +468,7 @@

   n = 0;

-  while (1) {
+  while (n < 64) {
     int left, use;

     left = remaining_access(&b);
  • カレントディレクトリでmkdir tmp
  • ./lmfs -f FILE.78.48と動かすと、tmp内にファイルをダンプしてくれる
  • FILE.sys99の方はsegmentation faultしてしまう
  • CADR disk image(disk.img)はdiskmakerで結合しているので、そのままでは正当なパーティーションではない
00000000  4c 41 42 4c 01 00 00 00  2f 03 00 00 13 00 00 00  |LABL..../.......|
00000010  11 00 00 00 43 01 00 00  4d 43 52 31 4c 4f 44 31  |....C...MCR1LOD1|
00000020  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
00000040  43 41 44 52 20 64 69 73  6b 6d 61 6b 65 72 20 69  |CADR diskmaker i|
00000050  6d 61 67 65 00 20 20 20  20 20 20 20 20 20 20 20  |mage.           |
00000060  75 63 61 64 72 2e 6d 63  72 2e 38 34 31 00 00 00  |ucadr.mcr.841...|
00000070  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|

パーティションの構成

partition-label

上記、unlambda.comで配布されているunix tar of source tree for system 78.48のtree/lmfs/fs-dcls.lispに定義がある

(defstorage (partition-label)
  (version  fixnum)             ;of structure
  (name                         char-with-length 30.)
  (label-size                                    fixnum)                ;in words
  (partition-id                                                 fixnum)
  (addresses being disk-address
    primary-root                ;for base partition
    free-store-info
    bad-track-info
    volume-table
  aspare1 aspare2 aspare3 aspare4)
  (update-times being date
    label-accepted              ;put in use
    shut-down
    free-map-reconstructed
    structure-salvaged
    scavenged                       ;searching reclaimer
    tspare1 tspare2 tspare3 tspare4)

  (uid-generator    fixnum)
  (monotone-generator   fixnum)
  (root-list            fh-element)
  )
  • partition-labelはpartitionの先頭に格納されている。固定長。
  • CADRは32bitマシンなのでfixnumはint32_t
  • char-with-length 30.で定義されているnameはパーティションラベル内に格納されると次のようになる
    • int16_tで文字列長(fileなら4)
    • char[30]で文字列
    • lmfs.cだとchar[30]で読んでるが、\０を含まない30文字の模様

  • 後はprimary-rootをたどってfile-header -> fh-element -> dir-header -> directory-entryと読むことになる(root directory)

  • FILE.78.48 imageのpartition-labelを見ると、primary-rootが7139

  • これはレコード番号なので、ブロックのサイズ(1024)とRECORD_SIZE_BLOCKS(4)をかけてオフセットを計算する

    • 7139 * 4 * 1024 = 29241344

  • 29241344のアドレスから読めばfile-headerが読めるはず

    • だが謎の8byteが存在するため、file-headerは29241344+8の29241352からになっている

  • またブロックサイズは1024byteっぽいが1008byteで区切られている(lmfs.cのensure_access関数)

    • 1024byte目にアクセスすると1008byteの位置へ調整される
    • 各ブロックごとに16byteのパディングがある模様
    • 次のようにアクセスする場所を調整している
0    1023 :    0 1007
1024 2047 : 1008 2015
2048 3071 : 2016 3025
3072 4095 : 3026 4033
  • この辺は調べきれず

file-header

(defstorage (file-header)
  (version    fixnum)
  (logical-size   fixnum-bytes 2)
  (bootload-generation  fixnum)       ;for validating
  (version-in-bootload  fixnum)       ;used in above

  (number-of-elements fixnum-bytes 2)     ;for later expansion
  (ignore mod word)

  (parts being fh-element       ;and/or reformatting
    fh-header           ;this header itself
    info            ;header-resident info
    header-fm           ;file map of header
    dire            ;directory-entry-ifno
    property-list
    file-map
    pad-area            ;many natures of obsolescence
    pad2-area))           ;are supported

  • logical-sizseは(logical-size fixnum-bytes 2)となっているが、dump見ると4byteあるように見える

  • partsの所が各fh-elementのエントリーになる

    • directory-entryはdireが差す場所になる

  • コメントにもあるが、fh-headerはfile-header自身を指すエントリー。ちょっとわかりづらい

fh-element

(defstorage (fh-element)
  (name     char 4)
  (location   fixnum-bytes 2)     ;in words in log. headr
  (length   fixnum-bytes 2))      ;in words
  • fh-elementのlocationとlengthはwordサイズなのでbyteサイズにするには*4する
    • たとえはdirectory-entryは、29241352 + (0x1b*4) から (0x23*4)まで
    • *DIR*がname
% hexdump -C -s 29241460 -n 140 ./FILE.78.48
01be3074  04 00 72 6f 6f 74 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |..root..........|
01be3084  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
01be3094  05 00 2a 44 49 52 2a 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |..*DIR*.........|
01be30a4  01 00 00 08 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
01be30b4  00 00 00 00 04 00 00 00  01 00 00 00 de 79 5e c8  |.............y^.|
01be30c4  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
01be30d4  de 79 5e c8 00 00 00 00  00 00 00 00 e3 1b 00 00  |.y^.............|
01be30e4  00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00 00 00 00 00 00  |................|
01be30f4  00 00 00 00 00 00 00 00  04 00 00 00              |............|
01be3100

dir-header

(defstorage (dir-header)
  (version        fixnum-bytes 2)     ;structure version
  (size         fixnum-bytes 2)
  (name         char-with-length 30.)

  (numbers being (fixnum-bytes 2)

  number-of-entries          ;for scanning
  free-entry-list         ;for easier alloc
  entries-index-offset       ;to find first one
  direntry-size         ;for scanning
  entries-per-block          ;==

  default-generation-retention-count
  uid-path-offset
  uid-path-length
  hierarchy-depth)

  (default-volid      fixnum)       ;for creation

  (auto-expunge-p     flag)
  (auto-expunge-interval   date)
  (auto-expunge-last-time  date)

  (default-link-transparencies link-transparencies))
  • dir-headerの直後に、number-of-entries * directory-entryのサイズだけdirectory-entryが格納されている

directory-entry

  • 大きいので省略
(defstorage (directory-entry :abbrev dire)
  (file-name          char-with-length 30.)     ;File name, to 30 chars
  (file-type                char-with-length 14.)         ;Extension
  (file-version               fixnum-bytes 3.)          ;Generation
  ...
  (record-0-address   disk-address)     ;how to find the file
  • file-name, file-typeなどにファイルの情報
  • record-0-addressがパーティションに格納されているレコードのアドレスになるので、そこからまたfile-headerを読んでいくことになる

この辺で力尽きました。 8byteや1008byte境界のあたりがわからず。 aimemo528_75pgs.pdfのDisk structureあたりの制約なのかなあ。