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1、操作系统文件管理系统模拟实验 文件管理系统模拟 1.实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现 2.实验内容 为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： 可以实现下列几条命令 login dir 用户登录 列文件目录 创建文件 删除文件 create delete open close read write 打开文件 关闭文件 读文件 写文件 列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； 源文件可以进行读写保护。 3.实验提示 首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便
2、于查找和修改。 用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。入file0,file1,file2并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。 4.源代码 #include DISK_NUM*sizeof(struct fatitem)#include /FAT表大小 #include #define ROOT_DISK_NO FATSIZE/DISKSIZE+1 #define MEM_D_SIZE 1024*1024 /根目录起始盘块号 /总磁盘空间为1M #define ROOT_DISK_SIZE #define DISKSIZE 1024 sizeof(struct direct) /根 /磁盘
3、块的大小1K 目录大小 #define DISK_NUM 1024 #define DIR_MAXSIZE 1024 /磁盘块数目1K /路径最大长度为1KB #define FATSIZE #define MSD 5 /最大子目录数5 #define MOFN 5 /最大文件深度为5 #define MAX_WRITE 1024*128 /最大写入文字长度128KB struct fatitem /* size 8*/ int item; /*存放文件下一个磁盘的指针*/ char em_disk; /*磁盘块是否空闲标志位 0 空闲*/ ; struct direct /*-文件控制快信息
4、-*/ struct FCB char name9; /*文件/目录名 8位*/ char property; /*属性 1位目录 0位普通文件*/ int size; /*文件/目录字节数、盘块数)*/ int firstdisk; /*文件/目录 起始盘块号*/ int next; /*子目录起始盘块号*/ int sign; /*1是根目录 0不是根目录*/ directitemMSD+2; ; struct opentable struct openttableitem char name9; /*文件名*/ int firstdisk; /*起始盘块号*/ int size; /*文
5、件的大小*/ openitemMOFN; int cur_size; /*当前打文件的数目*/ ; struct fatitem *fat; /*FAT表*/ struct direct *root; /*根目录*/ struct direct *cur_dir; /*当前目录*/ struct opentable u_opentable; /*文件打开表*/ int fd=-1; /*文件打开表的序号*/ char *bufferdir; /*记录当前路径的名称*/ char *fdisk; /*虚拟磁盘起始地址*/ void initfile; void format; void ente
6、r; void halt; int create(char *name); int open(char *name); int close(char *name); int write(int fd,char *buf,int len); int read(int fd,char *buf); int del(char *name); int mkdir(char *name); int rmdir(char *name); void dir; int cd(char *name); void print; void show; void initfile fdisk = (char *)ma
7、lloc(MEM_D_SIZE*sizeof(char); /*申请 1M空间*/ format; void format int i; FILE *fp; fat = (struct fatitem *)(fdisk+DISKSIZE); /*计算FAT表地址，引导区向后偏移 1k)*/ /*-初始化FAT表-*/ fat0.item=-1; /*引导块*/ fat0.em_disk=1; for(i=1;iROOT_DISK_NO-1;i+) /*存放 FAT表的磁盘块号*/ fati.item=i+1; fati.em_disk=1; fatROOT_DISK_NO.item=-1; /
8、*存放根目录的磁盘块号*/ fatROOT_DISK_NO.em_disk=1; for(i=ROOT_DISK_NO+1;idirectitem0.sign = 1; root-directitem0.firstdisk = ROOT_DISK_NO; strcpy(root-directitem0.name,.); root-directitem0.next = root-directitem0.firstdisk; root-directitem0.property = 1; root-directitem0.size = ROOT_DISK_SIZE; /*-指向上一级目录的目录项-*
9、/ root-directitem1.sign = 1; root-directitem1.firstdisk = ROOT_DISK_NO; strcpy(root-directitem1.name,.); root-directitem1.next = root-directitem0.firstdisk; root-directitem1.property = 1; root-directitem1.size = ROOT_DISK_SIZE; if(fp = fopen(disk.dat,wb)=NULL) printf(Error:n Cannot open file n); ret
10、urn; for(i=2;idirectitemi.sign = 0; root-directitemi.firstdisk = -1; strcpy(root-directitemi.name,); root-directitemi.next = -1; root-directitemi.property = 0; root-directitemi.size = 0; if(fp = fopen(disk.dat,wb)=NULL) printf(Error:n Cannot open file n); return; if(fwrite(fdisk,MEM_D_SIZE,1,fp)!=1)
11、 /*把虚拟磁盘空间保存到磁盘文件中*/ printf(Error:n File write error! n); fclose(fp); void enter FILE *fp; int i; fdisk = (char *)malloc(MEM_D_SIZE*sizeof(char); /*申请 1M空间*/ if(fp=fopen(disk.dat,rb)=NULL) printf(Error:nCannot open filen); return; if(!fread(fdisk,MEM_D_SIZE,1,fp) /*把磁盘文件disk.dat 读入虚拟磁盘空间(内存)*/ print
12、f(Error:nCannot read filen); exit(0); fat = (struct fatitem *)(fdisk+DISKSIZE); /*找到FAT表地址*/ root = (struct direct *)(fdisk+DISKSIZE+FATSIZE);/*找到根目录地址*/ fclose(fp); /*-初始化用户打开表-*/ for(i=0;i8) /*文件名大于 8位*/ return(-1); for(j=2;jdirectitemj.name,name) break; if(jMSD+2) /*文件已经存在*/ return(-4); for(i=2;i
13、directitemi.firstdisk=-1) break; if(i=MSD+2) /*无空目录项*/ return(-2); if(u_opentable.cur_size=MOFN) /*打开文件太多*/ return(-3); for(j=ROOT_DISK_NO+1;j=DISK_NUM) return(-5); fatj.em_disk = 1; /*将空闲块置为已经分配*/ /*-填写目录项-*/ strcpy(cur_dir-directitemi.name,name); cur_dir-directitemi.firstdisk = j; cur_dir-directit
14、emi.size = 0; cur_dir-directitemi.next = j; cur_dir-directitemi.property = 0; /*-*/ fd = open(name); return 0; int open(char *name) int i, j; /*-填写表项的相 for(i=2;idirectitemi.name,name) break; if(i=MSD+2) return(-1); /*-是文件还是目录-*/ if(cur_dir-directitemi.property=1) return(-4); /*-文件是否打开-*/ for(j=0;jMO
15、FN;j+) if(!strcmp(u_opentable.openitemj.name,name) break; if(j=MOFN) /*文件打开太多*/ return(-3); /*-查找一个空闲用户打开表项-*/ for(j=0;jdirectitemi.firstdisk; strcpy(u_opentable.openitemj.name,name); u_opentable.openitemj.size = cur_dir-directitemi.size; u_opentable.cur_size+; /*-返回用户打开表表项的序号-*/ return(j); int clos
16、e(char *name) int i; for(i=0;i=MOFN) return(-1); /*-清空该文件的用户打开表项的内容-*/ strcpy(u_opentable.openitemi.name,); u_opentable.openitemi.firstdisk = -1; u_opentable.openitemi.size = 0; u_opentable.cur_size-; return 0; int write(int fd, char *buf, int len) char *first; int item, i, j, k; int ilen1, ilen2, m
17、odlen, temp; /*-用 $ 字符作为空格 # 字符作为换行符-*/ char Space = 32; char Endter= n; for(i=0;ilen;i+) if(bufi = $) bufi = Space; else if(bufi = #) bufi = Endter; /*-读取用户打开表对应表项第一个盘块号-*/ item = u_opentable.openitemfd.firstdisk; /*-找到当前目录所对应表项的序号-*/ for(i=2;idirectitemi.firstdisk=item) break; temp = i; /*-存放当前目录项
18、的下标-*/ /*-找到的item 是该文件的最后一块磁盘块-*/ while(fatitem.item!=-1) item =fatitem.item; /*-查找该文件的下一盘块-*/ /*-计算出该文件的最末地址-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE+u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE; /*-如果最后磁盘块剩余的大小大于要写入的文件的大小-*/ if(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZElen) strcpy(first,buf); u_opentable.openite
19、mfd.size = u_opentable.openitemfd.size+len; cur_dir-directitemtemp.size = cur_dir-directitemtemp.size+len; else for(i=0;i0) ilen2 = ilen2+1; /*-还需要多少块磁盘块-*/ for(j=0;jilen2;j+) for(i=ROOT_DISK_NO+1;i=DISK_NUM) /*-如果磁盘块已经分配完了-*/ return(-1); first = fdisk+i*DISKSIZE; /*-找到的那块空闲磁盘块的起始地址-*/ if(j=ilen2-1)
20、 /*-如果是最后要分配的一块-*/ for(k=0;klen-(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE)-j*DISKSIZE;k+) firstk = bufk; else/*-如果不是要最后分配的一块-*/ for(k=0;kdirectitemtemp.size = cur_dir-directitemtemp.size+len; return 0; int read(int fd, char *buf) int len = u_opentable.openitemfd.size; char *first; int i, j, ite
21、m; int ilen1, modlen; item = u_opentable.openitemfd.firstdisk; ilen1 = len/DISKSIZE; modlen = len%DISKSIZE; if(modlen!=0) ilen1 = ilen1+1; /*-计算文件所占磁盘的块数-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; /*-计算文件的起始位置-*/ for(i=0;iilen1;i+) if(i=ilen1-1) /*-如果在最后一个磁盘块-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = fi
22、rstj; else /*-不在最后一块磁盘块-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; item = fatitem.item; /*-查找下一盘块-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; return 0; int del(char *name) int i,cur_item,item,temp; for(i=2;idirectitemi.name,name) break; cur_item = i; /*-用来保存目录项的序号,供释放目录中-*/ if(i=MSD+2) /*-如果不在当前目录
23、中-*/ return(-1); if(cur_dir-directitemcur_item.property!=0) /*-如果删除的(不)是目录-*/ return(-3); for(i=0;idirectitemcur_item.firstdisk;/*-该文件的起始盘块号-*/ while(item!=-1) /*-释放空间,将FAT表对应项进行修改-*/ temp = fatitem.item; fatitem.item = -1; fatitem.em_disk = 0; item = temp; /*-释放目录项-*/ cur_dir-directitemcur_item.sig
24、n = 0; cur_dir-directitemcur_item.firstdisk = -1; strcpy(u_opentable.openitemcur_item.name,); cur_dir-directitemcur_item.next = -1; cur_dir-directitemcur_item.property = 0; cur_dir-directitemcur_item.size = 0; return 0; int mkdir(char *name) int i,j; struct direct *cur_mkdir; if(!strcmp(name,.) retu
25、rn(-4); if(!strcmp(name,.) return(-4); if(strlen(name)8) /*-如果目录名长度大于 8位-*/ return(-1); for(i=2;idirectitemi.firstdisk=-1) break; if(i=MSD+2) /*-目录/文件 已满-*/ return(-2); for(j=2;jdirectitemj.name,name) break; if(jMSD+2) /*-如果有重名-*/ return(-3); for(j=ROOT_DISK_NO+1;j=DISK_NUM) return(-5); fatj.em_disk
26、=1; /*-将该空闲块设置为已分配-*/ /*-填写目录项-*/ strcpy(cur_dir-directitemi.name,name); cur_dir-directitemi.firstdisk=j; cur_dir-directitemi.size=ROOT_DISK_SIZE; cur_dir-directitemi.next=j; cur_dir-directitemi.property=1; /*-所创目录在虚拟磁盘上的地址(内存物理地址)-*/ cur_mkdir=(struct direct *)(fdisk+cur_dir-directitemi.firstdisk*D
27、ISKSIZE); /*-初始化目录-*/ /*-指向当前目录的目录项-*/ cur_mkdir-directitem0.sign=0; cur_mkdir-directitem0.firstdisk=cur_dir-directitemi.firstdisk; strcpy(cur_mkdir-directitem0.name,.); cur_mkdir-directitem0.next=cur_mkdir-directitem0.firstdisk; cur_mkdir-directitem0.property=1; cur_mkdir-directitem0.size=ROOT_DISK
28、_SIZE; /*-指向上一级目录的目录项-*/ cur_mkdir-directitem1.sign=cur_dir-directitem0.sign; cur_mkdir-directitem1.firstdisk=cur_dir-directitem0.firstdisk; strcpy(cur_mkdir-directitem1.name,.); cur_mkdir-directitem1.next=cur_mkdir-directitem1.firstdisk; cur_mkdir-directitem1.property=1; cur_mkdir-directitem1.size=
29、ROOT_DISK_SIZE; for(i=2;idirectitemi.sign=0; cur_mkdir-directitemi.firstdisk=-1; strcpy(cur_mkdir-directitemi.name,); cur_mkdir-directitemi.next=-1; cur_mkdir-directitemi.property=0; cur_mkdir-directitemi.size=0; return 0; int rmdir(char *name) int i,j,item; struct direct *temp_dir; /*-检查当前目录项中有无该目录
30、-*/ for(i=2;idirectitemi.name,name) break; if(i=MSD+2) /*-没有这个文件或目录-*/ return(-1); if(cur_dir-directitemi.property!=1)/*-删除的不是目录-*/ return(-3); /*-判断要删除的目录有无子目录-*/ temp_dir=(struct direct *)(fdisk+cur_dir-directitemi.next*DISKSIZE); for(j=2;jdirectitemj.next!=-1) break; if(jdirectitemi.firstdisk; fatitem.em_disk=0; /*-修改目录项-*/ cur_dir-directitemi.sign=0; cur_dir-directitemi.firstdisk=-1; strcp
